建筑结构设计中BIM 技术的应用实践分析

　　摘要:BIM 技术理论以工程信息为基础,使用计算机建立三维数据模型,包含工程项目所有参数信息,能够为工程设计、施工、验收等工作提供相应支持。建筑结构设计通过BIM 技术可以有效提升设计的系统性、可行性,增强建筑工程质量控制,进一步降低工程建设成本。论文简单介绍了BIM 技术,分析了BIM 技术在建筑结构设计工作中的应用实践情况,提出了BIM 技术在建筑结构设计中应用的难点。

　　引言

　　科技的创新发展使得建筑业朝着技术化与现代化的方向发展。新的时代背景下,科技创新带来更多的技术创新成果,这些技术创新成果也有效地应用于各行各业,包括给建筑业带来运行效率和质量的整体性提升, 也包括现代建筑结构设计的持续优化。BIM 技术就是其中之一,既提升建筑结构设计质量,又带来建筑结构设计布局的规范化,更在与其他技术手段结合的情况下带来高质高效的结构设计。因此,BIM 技术在现代建筑结构设计中的应用推广具有必要性。

　　1BIM 技术的基本特点

　　作为现代工程项目设计的技术支撑,BIM 技术在建立三维数据模型后,实现了工程信息数据的高效利用,有效地保证了建筑结构设计的系统性、全面性。从BIM 技术应用过程来看,其应用特点包括:其一,协调性, 依托BIM 技术后开展工程设计,能在协调各结单元功能的基础上,减少设计冲突问题的发生,这提升了设计结果的表现效果。其二,模拟性,BIM 技术的模型性不仅表现在其能模拟设计人员设计的建筑结构,而且表现在其能对相关设计问题集进行模拟分析,找出合理解决措施。其三,优化性, 建筑工程结构设计包含较多内容,依托BIM 技术可实现各单元的组合优化,确保结构整体的稳定性和安全性。其四,BIM 技术还有可视化和可出图性的特点,这在提升设计效率的基础上,实现了设计人员内部、设计人员及施工人员的快速交流,提升了建筑而机构设计的科学性、系统性。

　　2 建筑结构设计中BIM 技术的分析

　　2.1 规划建筑空间技术

　　空间规划是建筑结构设计的重要内容,同时也是建筑结构设计的初始环节。首先在确定建设区域后,设计人员需对该区域进行空间规划,例如,当面临较为复杂的空间结构和地状况时,设计人员不仅要考虑建筑区域的坡向,而且需对坡高、斜率等因素做深入分析,整体设计难度较大。对此,设计人员可通过GIS 技术进行建设区域相关数据的采集,建立BIM 三维模型,并将获得的基础性数据纳入模型当中,进行数据资料的矢量标记,然后全方位、多角度地进行数据分析,在完成分析控制后,可开展空间规划和结构设计。从设计过程来看,大量数据的捕获和应用,为建筑空间规划创造了有利条件。尤其是在坡向、坡高、建筑物内部设计中,其能系统开展视野分析、可视度分析,然后对具体设计的结构内容进行功能调试, 这有效地提升了建筑空间设计质量,满足了三维空间规划的实际情况。

　　2.2 钢结构建模设计技术

　　现代工程建设模式下,钢结构建筑的设计、施工数量逐渐增多。钢结构建筑能有效地满足大空间、大跨度建筑的应用需要,规范开展钢结构设计,对于整个建筑工程行业的稳定发展具有积极作用。在钢结构建筑BI M 技术设计中,应注重以下要点:其一,设计人员首先应建设钢结构模型, 然后对钢结构的高度进行系统测段,以此来为构件的连接设计提供计算依据;其二,要实现钢结构建筑内各构件的有效链接,在BIM 设计中,应注重结构参数的矢量转化,尤其是对于一些重要参数,应在模型上进行标记, 减少设计漏洞问题发生;其三,在钢构件设计中,应重视拟建工程要求数据、基础设计参数、构件规格参数的共享,通过这些数据钢结构链接件数量、距离等参数进行优化分析,这样可确保构件链接的紧密性;其四,加强件设计是钢结构建筑设计的关键内容,项目设计中,可以依托BIM 技术开展刚建筑加强件设计,这样不仅能确保加强件位置设计准确,满足实际应用需要,而且能促进加强件职能发挥,提升就钢建筑结构设计质量。

　　3BIM 技术在建筑结构设计中的技术应用

　　3.1BIM 技术在建筑结构设计前期工作中的应用

　　BIM 技术建立系列三维建模软件平台,设计人员对建筑施工中的结构和模型对比分析,并将其转变为信息化模型,辅助设计参考。其避免施工项目分析中对设计图纸的反复修改。BIM 运用了最为先进的3D 技术, 方便设计人员了解建筑工程的具体内容,与传统的CAD软件不同,其减少了从平面图形到立面图形复杂转换的过程,以直观的三维模型将建筑内部详细信息展示出来,而三维模型对应的是三维实体模型,其使建筑工程功能方面的展示更为直观。设计人员出具设计图纸,在BIM 技术支持下进行数据模拟,完成前期的虚拟化设计,可实现即时性的调整,根据设计需要随时调整为符合条件的可视图,并于建筑模型中生成建筑数据,有效规避传统建筑设计中的各种干扰因素。

　　3.2 对建筑空间进行规划

　　建筑空间规划在结构设计过程中需要及时进行关注,这也是建筑结构设计的初始环节。在建设区域确定后,设计人员要对该区域进行空间规划,若该区域的地形状况较为复杂,需要开展较为深入的空间规划分析。通过GIS 技术进行坡度分析,建立相关BIM 模型,对各类参数进行模拟, 设计人员通过模型对施工区域进行全方位、多角度的研究,获取大量基础性数据,为后续正式的建筑结构设计、空间规划工作提供详实资料。在建设区域地形分析工作完成后,设计人员即可开展空间规划工作。另外,通过BIM 技术还可以在建筑内部进行视野分析、可视度分析,类似于坡度分析,设计人员建立相应模型实现对各项功能的分析、调试,综合多种因素,最终确定三维空间规划实际情况。

　　3.3 钢结构项目中BIM 技术的具体应用

　　以往钢结构设计存在较大困难,譬如,在CAD 设计模式下,设计人员虽然能完成刚结构的基本设计,然其设计容易出现钢结构材料用量超标、结构设计单位更正、排气、电气设计容易出现误差等问题,这严重影响了工程的建设质量。本在设计中,重点考虑商业综合体项目以往设计容易出现的难点问题,如在BIM 三维模型下,设计人员对钢结构的位置、主结构的样子、套筒细节等进行直观化展示,确保了具体设计内容的细化管理。同时设计人员依托BIM 对钢结构的复杂节点进行设计,在设计中,所有设计数据均采用矢量表达方式,并要求设计内容可视化展示。此外,结构设计单位与其他单位进行协调、沟通,对设计内容存在碰撞的地方进行检查, 有效地提升了钢结构设计质量,满足了商业综合体项目结构设计需要。

　　结语

　　通过对上述问题的分析,我们充分地认识到在建筑结构设计中应用 BIM 技术的重要性。BIM 技术的合理采用会显著提升建筑结构设计的整体效率,在后续建筑工程建设中,建筑结构设计工作人员则应抛弃传统、落后的设计理念,积极引入现代化设计技术,为实现达到提升建筑性能和经济性的最终目标提供保障。BIM 技术的采用会落实建筑结构设计三维实体模型可视化,并提升建筑结构设计的协调性,科学合理布置钢筋。BI M 技术在未来会有着广泛应用前景,各建筑设计企业应当加强对BIM 技术的深入研究和推广,在建筑市场利用BIM 技术抢占先机,获得更加广阔的发展空间。

　　参考文献:

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