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探析建筑结构设计中BIM技术的应用

2014-10-17刘海云闫卫金

中国新技术新产品 2014年17期
关键词:建筑行业构件建筑工程

刘海云 闫卫金

(广州军区空军勘察设计院,广东 广州 510052)

在建筑领域,新型技术不断涌现,CAD技术作为当前建筑领域中较为先进的技术已经发回了巨大的作用,而继该技术后,建筑信息模型技术,即BIM技术成为建筑领域中又一创新性的技术,为建筑领域的腾飞提供了新的平台。国际中很多发达国家已经开始关注并推广该技术,美国已经有超过一半的建筑企业在使用BIM技术。并且随着该项技术的发展,包括建筑行业中的设计、深刻以及预算、管理都将被全面整合。

1 BIM技术概述

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。基于此,针对整个建设施工过程的全面信息管理便成为了当代建筑企业不可或缺的内容。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位方向转变,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。

2 BIM的概念

(1)BIM技术是近年来才出现的一个新兴的技术,其定义为:创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程。该技术的应用不但加强了建筑行业的继承性,同时也提高了企业的效益。对于工程的设计、施工乃至成本控制盒管理工作都有着巨大的影响,进一步推动了建筑行业的发展。

(2)该技术通过仿真模拟技术,将建筑物所有的信息进行模拟,以几何形状的方式进行视觉模拟。通过数字化技术建立起一个完整的虚拟建筑,该虚拟模型,提供了一个单一完整的逻辑信息库。

(3)通过计算机三维模型,BIM技术形成了一个数据库,不但包含了设计信息,同时还能够容纳整个建筑施工的整体信息,,并将各种信息放入三位模型中,形成完整的数据库。并持续的提供信息的更新,即对设计范围以及成本信息和建设进度等信息的更新,以此对各类信息进行分析整理以及协调。

(4)在BIM技术中,信息需要人员可以通过数字环境对其中的信息进行访问,获得最新的可靠信息,是的工程参与人员都能够清晰的认识项目的最新状况,提高建筑设计、施工以及管理的工作效率,同时完成各方面工作的协调,加快工程进度,提高决策质量,使得建筑企业获得更大的效益。

(5)BIM技术主要被应用与设计、管理以及施工建设,通过数字化的方式BIM同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法,该方法支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和减少风险。

(6)通过集成整个项目周期的管理环境,BIM技术包含了相关数据模型以及几何图形细心,除此之外还对项目相关管理行为进行了模拟,并赋予相关数据以意义,所以可以通过BIM的模拟性对真实建筑状况内进行模拟体现,例如建筑结构的安全状况、应力状况以及传热状况。

(7)BIM技术可以对建筑项目的信息进行实时应用,并且这种应用时连续的,通过这种技术,对高质量、高可靠性的信息进行利用,即通过高集成度的协调运作,提高工程整体效率,并且是促进工程质量提高以及设计水平提升的又一助力,而且可以进一步减少建筑成本。不但能够提高施工速度,同时还能在保证质量的前提下节约成本,通过工种之间密切的配合,减少错误以及风险的出现几率,从而为整个工程建设施工提供良好的施工环境。

3 设计理念

3.1 参数化设计

参数化设计从实质上讲是一个构件组合设计,建筑信息模型是由无数个虚拟构件拼装而成,其构件设计并不需采用过多的传统建模语言,如拉伸、旋转等,而是对已经建好的构件(称为族)设置相应的参数,并使参数可以调节,进而驱动构件形体发生改变,满足设计要求。参数化设计更为重要的是将建筑构件的各种真实属性通过参数的形式进行模拟,并进行相关数据统计和计算。在建筑信息模型中,建筑构件并不只是一个虚拟的视觉构件,而是可以模拟除几何形状以外的一些非几何属性。对参数定义属性的意义在于可进行各种统计和分析,如材料表统计,在建筑信息模型中是完全自动化的,而参数化更为强大的功能是可进行结构、经济、节能、疏散等方面的计算和统计,甚至可以进行建造过程的模拟,最终实现虚拟建造。

3.2 构件关联性设计

构件关联性设计是参数化设计的衍生。当建筑模型中所有构件都是由参数加以控制时,若将这些参数相互关联起来,就实现了关联性设计。换言之,当工程师修改某个构件,建筑模型将进行自动更新,而且这种更新是相互关联的。如遇到修改幕墙分格,在建筑信息模型中,只要修改分格的数值,所有的墙、柱、窗、门都会自动发生改变,因为这些构件的参数都与分格相关联,而且这种改变是三维的,并且是准确和同步的,无须再去分别修改平立剖。关联性设计不仅提高了工程师的工作效率,而且解决了长期以来图纸之间的错、漏、缺问题。

结语

当前我国的建筑行业中BIM技术的应用还处于发展阶段,还未形成一定的规模,随着该技术的发展,日后必然会成为设计施工以及后期建筑运营中使用最为广泛的工具。当前我国的BIM技术已经具有了初步的系统化环境,项目流程的经济问题、技术问题以及法律问题均具有相应的应对方案,所以当前最重要的发展方向应当是BIM模型的提供以及数据的审核、集成,从而更好的保证数据的一致性、合理性以及准确性。

[1]吴吉明.建筑信息模型系统(BIM)的本土化策略研究[D].北京:清华大学,2011.36.

[2]龙辉元.结构施工图平法与BIM[J].土木建筑工程信息技术,2011,(03):27-30.

[3]过俊.BIM在国内建筑全生命周期的典型应用[J].建筑技艺,2011,(1):95-99

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