基于BIM的建筑結構設計方法探索

王樹中

(晉城市建筑設計院,山西 晉城 048000)

具體落實到建筑工程的實際設計過程中,BIM技術的應用將會大大提升建筑結構設計、建筑設計、給排水工程、電氣設計的科學有效性,從很大程度上避免了變更和返工所造成的經濟和時間損失,同時也減少了建筑設計工作中可能出現的種種問題。由于經濟水平的不斷發展和科技水平的不斷進步,BIM技術成功的得到了相應的應用,它為建筑行業實現革命性的突破提供了一次契機。BIM技術的實際應用范圍非常廣泛,包括數據共享工程在內的許多工程都可以通過BIM技術來實現,施工技術人員通過BIM技術的使用可以共享工程的數字設計信息,其搭建的可視化數字模型也能夠得到充分利用。因此,BIM技術對于建筑的結構設計與施工組織設計來說,是可以推動其以更快更高效的狀態完成的。

1 BIM技術所具有的應用特點

1.1 BIM技術在建筑結構設計中具有信息集成的特點

在BIM技術中,BIM技術的信息集成主要是體現了兩個特點,分別是信息集成以及過程集成。而信息化建設的唯一模式就是建筑信息模型,此模型應當包含著各種形式的設計信息,正是由于這個原因,也就使得BIM技術的信息集成特點非常的明顯,相關設計人員通過這個特點能夠將整個平臺的建筑結構設計轉化成綜合的設計過程。而具體的建筑信息模型是有其核心的,這個核心就是三維模型數據庫,三維模型數據是具有幾何尺寸、屬性信息的一種空間信息,將其運用到具體的建筑結構設計中,所表現出來的效用就是可以更加方便快速的找到所需要的數據信息,這樣也就大大的節省了尋找相關數據的時間。

1.2 建筑設計中的數據信息化

現代信息技術是不斷發展的,BIM技術就是其中典型特例,它是信息的核心。與此同時,相比較于以往的設計模式,BIM技術在信息的選擇當中可以自動進行,從這個層面上,就不難看出BIM技術是可以運用到建筑工程數據庫的建設當中的,在數據庫的建設設計過程中,各種各樣的數據資料可以很完美的被利用起來,從而實現全方位的數據信息化[1]。全方位的數據信息化可以使得工程技術人員在最短的時間內獲得最為可靠、全面的數據信息。

圖1 BIM技術數據信息立體構想圖

1.3 BIM技術方便設計圖紙的修改

BIM技術所設計出來的設計,是以一種數據模型構建出來的工程設計信息,正是由于這種數據圖紙的存在,有關工程設計人員發現圖紙出現誤差之處,只需要稍微的進行BIM模型的系統設計修改,BIM技術就會自我的修正、調節相關參數。BIM技術所帶來的這種圖紙修改技術的優點是不言而喻的,因為它可以有效避免投入到修改設計圖紙中的精力過多,也就節省了時間,優化了設計,最終建筑結構設計的質量能夠獲得最佳的狀態。

2 運用BIM技術的工作步驟

在具體進行BIM技術運用之前,首先應當有明確設計項目的組織架構和一定的組織設計流程。之所以這樣要求,是因為明確的組織架構能夠清楚地區分設計團隊成員的工作職責以及工作內容,從而在接下來的設計過程中,BIM技術的運用才能保證各專業之間的流暢與協調,并且及時有效的解決出現的相關問題,整個建筑結構的設計才能夠真正的順利進行下去。需要注意的一點就是,在具體的建筑結構設計過程中,BIM的設計人員不一定每次都在設計結尾的時候解決模型更新的沖突問題,可以在設計的過程中就進行相關的模型設計檢查,這是因為BIM技術本身就具備一鍵檢查的功能,對于數據的準確性檢查來說,是非常方便的[2]。

圖2 BIM技術應用于結構框架的設計立體圖

3 BIM技術在建筑結構設計中的相關運用方法

在建筑結構設計中,對于結構專業的設計來講,工程設計的具體協同操作流程應當根據與其他專業協同進行工作時的實際情況來決定。所以BIM技術的運用應當采用以下幾個步驟來進行：

3.1 設計階段的流程應當得到優化

在方案設計階段的流程優化中,需要明白的是方案設計階段中,建筑結構是不需要出圖的,這個過程一般只是單純的進行相應的輔助工作,比如說剪力墻以及大柱網的確定。也就是說,方案設計階段的相關設計并不要準確度過高的BIM模型。另外一方面來說,如果面臨的是大跨度的復雜結構(機場、足球場等)的時候,進行協同工作之時就應當特別注意使用合適的插件將原本結構軟件當中的數據模型導入到REVIT平臺。BIM技術在建筑結構設計過程中的運用,不能一味的注重關鍵部分的細節,而是應當注重全方位的細節。初步階段的設計流程優化應當要注重結構構件的相關設計,把與此相關的構件進行相應的比較,總結出其不相同之處,而且構件的截面設計也應當結合相關的結構平面圖來進行確定。施工圖階段的優化相比較來說,是較為復雜的,主要是因為這個階段包含著許多細致的工作流程,比如說施工階段會涉及到諸多精確的圖形繪制和相應的標注工作,也正是這樣,其中的協同流程就會顯現的十分復雜,具體需要注意的就是要按照不同的工作要求來安排相應的工作流程。

3.2 基于建筑結構的協同應用

不同地區的不同設計軟件的設計模型,都是需要使用中間數據文件來進行滿足的,這樣重要的數據信息才能夠得到有效的提供。因此就應當設置相應的數據庫,以用來避免建筑設計中各專業在數據交換時出現不該有的障礙。正是因為如此,在具體的設計過程中,就應當將建筑、設備、裝飾等融合成一個統一的整體數據,再將這些統一的整體數據進行相應的分析整理,如此以來,建筑結構的設計就能夠充分的協調起來,BIM的技術運用,也能夠更加的順暢。

3.3 基于IFC標準模式下的BIM技術

IFC標準是國際協同組織制定的建筑產品數據描述標準,如果說是以IFC標準模式為基本的邏輯結構的話,考慮到數據模型的實際性和簡便性,就可以采用簡化后的IFC充當BIM模型的組織結構,這樣做的目的,就是使得導出的建筑結構設計數據具有高效性,而且導出來的模型文件格式也與IFC的標準模型相符合,這樣也就充分的保證了整個建筑結構設計的質量[3]。從結構設計的角度來進行思考,可以很清楚發現,BIM數據所設計的模型邏輯結構主要有四個部分,分別就是結構構件模型、計算結果模型、材料信息模型、屬性定義模型,這幾種模型之間的聯系也是非常緊密的,不僅如此,在各自模型的內部中也存在諸多的關聯,這就要求在具體的設計過程匯總,分清區別,抓住聯系,這樣也就可以真正的提升BIM技術在建筑結構設計中的應用時效性。

4 結束語

通過上述的相關描述,可以明確的了解到,隨著城市化建設的速度不斷加快,不論是理論設計,還是具體的實踐應用,BIM技術都有著較為廣泛的應用,但是BIM技術在運用的過程中又展現出了較為難以控制的一面。因此這也就要求了現如今的建筑結構設計人員應當充分的了解BIM技術的運用原理,熟練的掌握BIM技術的運用方法,這樣才能更好的為今后的城市建設服務。

[1]劉依寧.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].建材與裝飾,2018(17):61-62．

[2]高攀.BIM技術在房建工程施工中的研究及應用[J/OL].中國住宅設施,2018(01):1-3．

[3]陳延安.淺談房建工程施工質量管理中BIM技術的應用效果分析[J].江西建材,2017(18):298,300．