探析建筑结构设计中BIM 技术的应用

2019-11-28李堂飞

建材发展导向 2019年21期

李堂飞

（青岛新华友建工集团股份有限公司，山东青岛 266101）

1 BIM 技术的概念

BIM 技术通过创建可视化建筑模型，并赋予模型相关几何参数材料，如梁、板、柱等，可以增加材料的造价、使用寿命等信息，将设计成果具体化。BIM 技术有助于建筑信息的整合，从建筑的设计、施工、运营到建筑生命周期的结束，所有信息始终集成到三维模型，开发团队、组件、操作部门和所有者的信息数据库中，能有效提高工作效率，节约资源，降低成本，实现可持续发展。BIM 技术最重要的功能是实现建筑设计施工图从2D 到3D 的革新，这有助于设计师清晰直观地理解和分析整个项目架构。BIM 技术本身具有信息传递的特点，通过相关的数字模型，可以不断改进整个建筑结构的设计，有效地了解建设项目的进度，使有关人员能够及时掌握项目的实时信息，排除不合理因素，并结合建筑图纸对施工过程进行优化。

2 BIM 技术的优势

2.1 可视程度高

传统设计中，建筑结构设计工作主要是借助纸张或者是计算机来绘制二维平面施工图实现，而二维平面技术普遍存在的缺点是不能将建筑结构设计的最终效果进行有效的呈现。施工人员自行想象，常有与设计者设计意图相悖之处。BIM 技术可以有效地改变这种窘境，设计出的效果借助三维技术将平面图立体化后呈现于人们的面前。项目在前期方案图设计时，BIM 技术能有效规避在施工图设计中可能存在问题。在建造阶段，通过立体化的图纸，施工人员形象地理解设计意图按图施工，为后期项目正式运营提供良好的条件。

2.2 具备更强的协调性

建筑设计的内容繁复，其涵盖的知识面广泛，也是项目建设过程中的难点重点。在设计过程中，建筑结构水电暖等相关专业常常因为沟通不到位，出现构件碰撞的问题。而BIM 技术借助构建数字化的结构模型，对模型数据及时有效地更新整合反馈，保证在使用过程中都是最全面的内容，避免因信息延滞而造成损失。使用者能根据参考软件最终的数据结果，随时对方案的设计以及施工方案进行专项调整和升级。运用BIM 技术保证整个设计施工过程流畅，每个环节之间具有紧密性和关联性，有效规避后期返工变更和建后制定补救措施的情况。

3 建筑结构设计中BIM 技术的具体应用

3.1 应用于建筑结构分析里面

房建项目的结构设计可不仅仅是简单的对荷载予以计算得到内力，再实施配筋计算，更不是随随便便的选择、组合，还必须对结构的整体性能予以深入分析并进行优化，确保在承受各种不同荷载时建筑结构仍然可以发挥工程效益，为项目的安全性和稳定性提供保障。在建筑结构里面全面应用BIM 技术，能够对建筑结构设计方案和具体结构布置实现全面分析模拟，能够实施多方面比选，实施技术方面该经济方面的评价，并接下来建立数字的一体化模型，而后利用RevitAPI 二次平台对其结构性能实施全面的分析，利用大数据得到建筑结构与具体环境之间的相互对应情况，找到在设计建筑结构期间可能产生的一些缺陷和不足之处，在实践期间予以纠正和实施优化，确保整个房屋建筑结构设计成果的水平与质量。

3.2 BIM 技术在钢结构建模中的应用

目前，我国的大跨度建筑物普遍使用钢结构建造，在实际的钢结构建模过程中，更需要保证结构的合理性，科学地进行构件连接以及构件布置等。设计过程会涵盖到梁柱关联、梁梁铰接等重要连接形式，这些连接在平面施工图中难以具体描绘，通常采用节点大样表达。目前建筑施工人员的技术良莠不齐，复杂的大样节点连专业施工人员都不能轻易理解，需与设计人员多次探讨，费时费事。建筑信息模型可视化的特点就能改变这一现状。设计人员根据项目形式，考虑其建构筑物使用性能，综合统筹设计构件，准确设置构件位置与连接形式，利用三维立体更形象地表达出设计意图，“所见即是所得”，更好地保证施工人员的工作质量和建造工程的设计质量，减少施工工期，控制项目造价。

3.3 建筑质量管理的应用

项目设计具有很强的适用性、高耐久性、高安全性、高可靠性、良好的协调性等。优化的系数管理4M1E 提高了整体工程质量控制，提高了工艺质量，减少了相关缺点。BMI 技术可以提高整体接受水平以及决策者的决定：模型的视觉设计包括整个工程信息系统，提供科学规避这种决策的依据，使项目完成后可以避免项目设计问题成为可能。建设项目方法的内容包括施工计划，流程和组织形式结合BIM 模型和进度管理，完成4D 模型定制，优化项目，提高设计的质量和效率。影响项目质量的因素包括项目的技术环境和质量管理，借助BIM技术对技术环境和工作环境进行建模，确保创建文明的建筑环境。通过现场规划和设计提供场地规划和住房条件。