建筑结构设计中BIM技术的应用研究

文/杨兴涛 伊犁花城勘测设计研究有限责任公司 新疆伊宁 835000

1、BIM技术的特点

1.1 可视化

BIM技术可以比较直观地显示建筑工程师的设计理念和建筑公司施工人员内部沟通的相关建筑模型的三维结构,并为建筑模型提供技术指导。在建筑结构分析过程中,此项技术大大提升了工作效率,节约了时间成本,降低了企业的资金和人力资源的压力。然后,建筑师可以通过BIM分析建筑结构,设计缺陷和设计优化。分析出其中的优劣性,制作出总体方案,通过调整很大程度的提高项目工程的整体质量以及耐用性,整体提高建筑项目的质感与特色。

1.2 协调性

BIM技术可以在建筑内部空间的设置阶段发挥出协调作用。比如像建筑物内部的消防系统布局,水管的铺设,布线的布局和楼梯间的布局。设计师可以通过BIM技术制定合理的计划,以帮助减少项目建设中的实际冲突。钢筋混凝土是建筑工程中的重要项目之一。用特殊符号做出标记,以求更好的设计效果。设计人员可以使用BIM技术从多个角度和链接显示钢筋混凝土结构平面,这在数据信息提取中更为方便。在建筑设计结构标准方面,专业人员可以使用BIM技术填充模型,并标准化表达方式,线型,字体和外观。

1.3 模拟性

BIM技术可以根据真实地建筑物来构建三维模型。例如,在计算建筑材料的承载力和材料比时,系统会根据模拟值自动生成统计图表,以帮助设计人员找到它们。然后各大建筑专业的人士可以利用平台进行共享,进而提出更多的参考性意见和借鉴。在建筑设计协调方面,首先必须进行BIM模型的数据信息处理,以便设计者理解和传达模型的基本信息。协调建筑工程结构,如管道,机电,装饰,木材和土木工程。

2、BIM技术在我国建筑设计中发展的障碍

2.1 来自BIM技术设计中的障碍

现阶段的建筑设计中不确定因素主要包括几个方面：设计单位使用BIM技术时需要投入一定的资金作为基础；同一工种之间的相互协作；建筑师与工程师设计理念的不同。因此建筑设计师在实际设计的过程中需要掌握好以上的三个方面。但是现阶段很多设计者都没有对以上的几个方面有深入的了解,这就导致在实际的设计中设计师不能好好的利用BIM技术来设计建筑,对于建筑中出现的问题也做不到良好的解决,同时也给建筑设计的发展带来了阻碍。

2.2 来自专业应用软件的障碍

为了更快的提高我国的设计水平,现阶段很多的设计者都会利用现代化的方式对BIM技术进行调整,让BIM技术更符合时代发展的需求,使其可以达到先进设计标准。但是这种情况下很多科学交织在一起,就会出现技术冲突。所以这个时候就需要相关人员找到一种适中的方式来解决这个问题。

例如：软件CAD的引入可以迅速的解决了计算机辅助绘图的问题,设计人员不需要用手绘制图纸,不仅仅加快了设计的速度,同时解决了手工绘制和修改易出现错误的弊端。针对这种设计,我国的设计人员需要对这种新型的设计方式明确的掌握,降低绘制图纸中的难度,使其BIM技术可以达到最优的功能效果。

3、BIM技术在建筑工程结构设计中的应用要点

3.1 工业建筑工程结构整体设计中的应用

在建筑工程的项目整体设计中,加强BIM技术的应用,在平面布置和建筑方案构思中加强对其的应用。首先是加强RevitArchitecture(以下简称RA)软件平台的应用,利用其对三维场地进行模拟和布置, 并采用多种材料建造工业建筑的各种结构，从而得到建筑的整体结构布局，在此基础上，利用RA的概念体工具，在三维视图下对建筑的整体结构进行设计，以便及时对建筑结构进行反复审议。RAL形式和设计意图，然后根据概念体模型直接提取建筑结构的数据。以工业建筑裙边结构为例，其结构设计是一个非常重要的内容。在采用BIM进行整体结构设计时，一楼应设置透明幕墙，以促进现代特色商业立面构件的发展。但塔裙属于塔的延伸部分，采用有机三级圆弧模式作为其平面，在设计中通过RA的视觉功能实现。

3.2 BIM在碰撞设计中的应用

在建筑工程空间位置碰撞设计中，采用BIM信息模型对草图模型进行细化，保证信息模型的完整性。在具体应用中，碰撞方案模型中有许多基本信息，因此在这个过程中，应注意层的设置，通过建立柱图和制作墙体来创建梁、柱和楼层。RA用于建立相同层数的层数，叠加层数，以保证层数的科学性，并通过建立柱网来促进柱网系统的完善。在绘制墙的过程中，在“墙设置”对话框中设置了相应的参数。在幕墙绘制过程中，利用RA工具箱和绘制参考线，对幕墙的平面、垂直度和室内立面进行了施工。在此基础上，初步完成了方案阶段BIM模型的主要内容，并对模型中的梁柱、板等参数进行了改进，因为梁柱、板是工业建筑的主要结构之一。在设计过程中，应考虑工业建筑的高承压特性和高强度要求。因此，这种施工设计的截面比一般截面大。为了控制截面高度，应采用BIM技术合理确定配筋率，在提高截面高度的同时降低配筋率，防止梁柱节点处的配筋浓度，从而保证梁柱的整体质量。N结构可以在方便施工的同时加以改进。但悬臂梁上的荷载较小，可以作为一种截面设计方法。在悬臂梁的底部钢筋设计中，应预留相应的安全系统。由于挠度和荷载较大，底部钢筋应适当增加，深墙长度满足结构设计要求。在梁的设计中，需要对梁的受力情况进行模拟和验证。如果将环梁与梁的设计融为一体，操作简单，有利于提高抗震性能。

3.3 BIM技术在运维阶段的应用

通常建筑施工时间比较长,为了使在今后的施工中,管理变得合理化、科学化,我们在建筑智能化方面采用信息收集,比如,在此过程中,我们会受到环境中的负荷,就会降低它,也会保护我们赖以生存的环境,在此过程中,我们不仅仅可以节省材料,节省能源,还可以对施工管理进行监测,给业主和运营商带来极大的经济效益。因此,我们根据所需要的信息,在利用客服进行加工处理,不断完善科技创新体系,把这些信息传递给每个人,让他们都能享受到这些信息,并且利用这些信息更好的工作。

结论：

综上所述，为了保证现代建筑工程结构设计过程中设计过程的科学性和完善性，有必要加强BIM技术的应用。它不仅有助于提高工程设计的效率，而且有助于减少经济开支，缩短设计所需的时间。这就要求我们把握BIM技术在实际设计中的要点，加强其在设计中的应用，提高其设计水平，提高建筑工程的功能，尤其是通过BIM技术来模拟结构设计的全过程，加强对问题的预处理，更好地保证提高了工程建筑结构设计水平。