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探析建筑结构设计中BIM技术的应用

2014-08-15董济豪四川绵阳创艺建筑设计研究有限公司四川绵阳621000

江西建材 2014年16期
关键词:连接件结构设计建筑工程

■董济豪 ■四川绵阳创艺建筑设计研究有限公司,四川 绵阳 621000

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,BIM技术在工程界应用越来越广泛,BIM技术能实现不同专业、不同部门的数据共享,在建筑工程中,工程师、建筑师、设计人员、业主等不同用户能共享同一个数字设计信息,使用共同的可视化数字模型,进行建筑结构模拟和分析,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技术的特点

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,建筑信息模型是更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。建筑信息模型的核心是建立由计算机三维模型组成的数据库,这个数据库包含了建筑结构几何尺寸、空间信息、建筑施工材料、各个建筑构件的性质及连接方式等各种信息,在这个数据库中,能快速的查找出需要的信息,BIM技术突破了CAD技术的限制,对建筑结构设计有十分重要的作用。

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应出来,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,减少了设计时间。

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技术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件信息表示出来,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能实现高质量、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

钢结构工程建模的难点在于结构连接及加强件的布置,钢结构的连接有梁柱连接、梁梁铰接、梁梁刚接等,在进行连接设计时,根据梁的高度将各个连接件做出来,将连接件参数化可以降低做连接件的工作量,在BIM系统中使用共享参数控制螺栓的数量和间距,只需要调节参数就能形成新的连接件。在绘制加强件和连接件时,只需要将加强件和连接件的大样画出来,在施工过程中,对照相应的位置参考大样就能进行施工。

2.4 BIM技术在建筑结构设计的应用实例

某城市的体育中心是城市运动会的主赛场,该体育中心为特大型体育场馆,在建设该项目时有三大难点,一是钢罩棚网架结构没有主次杆件之分;二是网架结构弯扭,每个吊装单元网架安装时需要附加弯矩;三是铸钢节点多、网格单元多、使用设备多。BIM技术具有仿真施工模拟、模型漫游、构件信息查询、技术交底等功能,在该工程中采用BIM技术建立仿真施工模拟,更加准确有序的对施工进行安排,对各个作业区的工序搭接进行有效的控制,从而快速高效的完成了施工任务。

3 BIM技术在建筑结构设计中的难点

BIM技术的设计方式是将建筑结构模型发送到结构分析软件中,进行分析计算,然后反馈出设计信息,同时动态的更新施工图纸和建筑结构模型,BIM技术的基本设计理念是结构分析和施工图纸相互统一。设计师在构建BIM模型时,要关注模型空间的真实性及物理模型能否自动生成施工图纸,建筑结构的安全性,是设计的重要环节,由于建筑材料的力学特征、荷载组合、荷载、单元截面特性等各种因素的影响,因此,设计师在构建BIM模型时会因为各种参数变得复杂。

BIM模型是一个完全的数据模型,理论上BIM物理模型、结构分析模型、施工图文档是完全能实现双向无缝链接,但在实际工作中,只有BIM物理模型采用结构构件比较简单或者符合相关标准,才能实现双向无缝链接,如果建筑结构构件比较复杂,在链接结构分析模型时,很容易丢失很多数据。因此,运用BIM技术进行建筑结构设计时,物理模型和结构分析模型的双向无缝链接是一大难点。

4 总结

现代建筑工程中,涉及到的专业知识很多,加上现代建筑生命周期长、建设周期短,传统的CAD技术已经不能满足建筑工程低消耗、低污染的要求,采用BIM技术能有效的解决这些问题,BIM技术的功能虽然强大,但其上手难度比较大,因此,设计人员要不断的提高自身的综合能力,全面掌握BIM技术,在快速高效的完成建筑工程设计任务的同时,确保建筑结构的设计质量,从而保证建筑工程的施工质量。

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[3]李延.BIM技术在结构设计中的应用研究[J].中华民居,2013(27):8-9.

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