探析建筑结构设计中BIM技术的应用.docx

探析建筑结构设计中BIM技术的应用 随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步，人们的生产和生活都已经离不开现代信息技术，它已然被应用于各个不同的领域，建筑行业也不例外。在整个建筑工程的施工过程中，建筑结构的设计起着至关重要的作用，只有建筑结构设计既科学又合理，才能确保建筑工程的质量达到预期的标准，才能保证建筑的安全、稳定性能。为了进一步提高建筑结构的设计质量，将BIM技术应用到建筑结构设计中不仅可以提高建筑设计的安全性、可靠性和舒适性，并且对整个建筑工程项目来说也更加经济，完工也更加迅速。 下载 随着经济的快速发展和科技的不断进步，BIM技术越来越完善，在工程界应用也越来越广泛，BIM技术是一种数字化的三维建模手段，具有可视化的功能，利用数字化特点进行实际的应用。在电子模型中，该技术能够储存全面、完整的数据资料，将其应用在建筑工程设计中，对建筑领域的创新提供了相应的技术支持，特别是近几年BIM技术的飞速发展，实现了多个专业、部门之间数据信息的共享，所以，在建筑行业中，设计人员、工程师、用户均可以利用BIM技术来进行设计信息的交流，并利用其可视化模型的特点，对建筑结构进行真实的模拟和相关的分析。从而更加快捷的完成建筑工程施工任务，采用BIM技术能有效的提高建筑工程结构设计质量，为建筑施工提供安全保障。 1、BIM技术特点 建筑工程在现代不断的发展，其规模不断的扩大，人们对于建筑物的要求不仅仅在于功能方面，建筑物结构越来越复杂，体型也越来越多样化，因而工程项目中涉及的信息量也越来越大。这些信息作为建筑企业重要的资源，如果能够加以利用，不但能够缩短工期，节省开支，还能够保证施工质量、避免安全事故的发生。所以，信息技术开始在建筑工程中展现巨大的优势，得到了建筑行业的一致肯定。如何才能够科学迅速的处理建筑工程中的各类信息，控制成本并安排工期，同时在设计过程中及时的发现失误以及不当，避免对整个工程的影响就显得尤为重要。作为整个工程信息源头，建筑设计具有核心地位，也是BIM技术关注的重点内容。作为建筑设计行业的革命性技术，BIM技术使得设计从二维向三维方向转变，同时作为整个建筑行业的信息革命，BIM正展现出无与伦比的生机活力。 设计图纸可修改功能，运用BIM技术所设计出来的建筑图纸，其中包含的所有设计信息，都是以整体建筑模型为基础的，如果发现问题，设计人员只需要进行针对性的修改，系统即可自行完成参数的调整和修正。这种设计图纸的自动修改功能，大大减少了设计人员在画图、改图工作中需要消耗的时间与精力，从而使其能够集中注意力，放在建筑结构的设计重点上，完全由系统实现对参数修改前后图纸的对比，从而选择最佳的设计方案，保证设计效果。 BIM技术是利用数字模型进行建筑结构设计、施工、管理的一种施工方法，其主要特点有信息集成、协同设计、工作传递等。 1.1 信息集成 BIM技术的信息集成主要体现设计信息集成和设计过程集成，建筑信息模型是整个建筑工程唯一的信息模型，各种专业的设计信息都要在这个模型中完成，因此BIM技术具有明显的信息集成特征，也就是因为这个特点，所有的专业设计人员都可以在这个平台进行建筑结构设计，从而实现设计过程集成化。 1.2 协同设计 BIM技术构建了一个全新的设计平台，能为业主、设计、施工建立良好的沟通平台，根据需求快速的将需要的信息反映出来，BIM技术能根据不同专业的设计原则，对建筑构件之间的相互影响进行自动检测，极大的提高了设计团队的沟通效率。 1.3 工作传递 BIM技术能将各种工作数据关联起来，当设计师修改了某项内容后，设计师不需要自己更改连接或者处理图纸，BIM系统会自动将修改的信息反馈到受影响的构建中，同时BIM技术还能进行模拟施工，工程师不需要为了分析不同的因素，建立多个模型，极大的节省了设计时间，提高了设计效率。 2、BIM技术在建筑结构设计中的应用 2.1 BIM技?g在建筑结构设计中的可视化 BIM技术是利用三维模型将真实的建筑构件展示出来，传统的建筑结构设计中，常采用CAD技术进行施工图纸绘制，这种方法很难将更多的建筑构建信息表示出来，运用BIM技术在设计阶段，构建建筑构件三维实体模型，能直观的观察建筑构件，分析建筑结构的功能布局，推断建筑体量。在大型的建筑工程结构设计中，采用BIM可视化技术，能对建筑结构进行动态演示，对建筑结构的尺寸，相符度进行考察，从而确定最优设计方案，采用BIM技术能快速的检测出建筑结构设计中存在的漏洞，确保设计质量。 2.2 BIM技术在建筑结构参数设计的应用 在建筑结构信息模型中，整个模型和所有的设计信息都存在同一个数据库中，所有的设计参数都是相关联的，设计师可以在这个建筑结构信息模型中，利用参数值和参数关系构建建筑结构形体，同时对不同的参数施加一定的约束，从而保证BIM系统更新维护及时。BIM能现实高质量、安全、可靠的设计信息输出，有助于数字化工作的开展。 2.3 BIM技术在钢结构工程建模的应用 当前的建筑工程日益发展，工程规模也逐渐扩大，向着大跨度、大空间的趋势发展，其中，以钢结构的广泛应用最为显著。建筑结构中，钢结构的连接件、加强件布置等非常繁杂，因此给此种结构的设计造成一定困难。但是，运用BIM技术即可解决该问题，BIM技术能够自行对钢结构的梁高进行精确计算，针对所有的连接件实行专门设计，实现参数化处理，并通过数据共享功能，完成对钢结构中螺栓等连接件的数量、设置间距等的掌控，这样，如果有构建新连接件的需要时，设计人员只需调整相应的数据即可。对于加强件的设计，则可利用BIM技术绘制大样图，而设计人员只需参考设计位置，即可确定加强件的设置位置，从而避免钢结构中出现薄弱环节。 2.4 BIM在建筑设计中不同专业协调设计中的应用 BIM技术在建筑设计中的应用，通过创建数字化、唯一的模拟信息化模型，该种设计模型的?稻菽芄豢缭讲煌?的专业，在水暖、机电、结构、建筑等系统之间相互交换，集成化的设计模型将不同专业设计师完成的三维模型所携带的信息，更加方便的与其他专业团队进行共享，保证建筑设计的所有参与方能够在掌握建筑设计所有信息的前提下进行工作，这种方式改变了施工企业、制造商、业主、设备工程师、结构工程师、建筑设计师等各个参与方的工作协调模式，保证所有的参与方能够使用基于相同参数的建筑模型进行协同工作，例如，在进行建筑设计的工程中，建筑设计师需要添加构件时，结构工程师将墙、柱、梁等材质结构的信息完整的输入到BIM模型中，设备工程师根据添加构件的位置、方式以及数量等，在建筑内部进行各种设备的配置，通过测试各种设备的数据信息，当出现异常时进行调试，保证建筑的整体设计效果。通过将BIM技术应用到不同专业协调设计中，各个专业的工作人员能够实现信息的完全共享，便于进行协同工作，保证建筑设计以及施工能够正常、有序的进行，进一步保证建筑的质量。 3、BIM技术在结构设计中的应用难点 在现阶段结构设计中，设计过程都是以设计方案为基础，进行结构构件的分布，然后利用有限元技术软件进行建模，分析出整体的空间受力和变形计算，最后再根据结构构件布置进行设计调整，最后使用CAD形成结构平法施工图。整个建筑的模型信息是由设计者完成的，与其它专业之间都是通过关联的物理模型进行结构导入，最后实现设计信息的汇总，并且根据计算的结果进行设计修改，使建筑模型能够更好的完成动态信息和施工图信息。建筑信息模型针对结构设计来说，都是将施工图和结构分析相互关联。 基于BIM技术的3D工作软件（如：Revit）用了众多的系统参数和模块参变量，与2D创建视图技术有很大的不同，BIM工具软件还要兼顾与2D设计习惯的连贯性，所以系统参数和模块参变量比2D工具软件中的参数要复杂很多倍，这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。 在结构设计的过程中，很多结构的建筑形式十分特殊，这就需要特殊的结构模块对其进行控制，但是3D图形和剖面视图不能形成理想的施工效果，很多设计者会因此放弃BIM技术，而使用原始的2D绘图设计方案。 结构工程师在建立BIM模型时，注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档，以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构设计中，安全性分析计算是首要环节和重要问题。BIM建立的是完全的数据库式模型，从理论上来说，实现BIM物理模型与结构分析模型之间的双向链接是完全可行的。 现