基于BIM的建筑結構設計方法研究

陳超

摘要：科技的騰飛，建筑業(yè)中新技術被應用。目前我國建筑工程結構設計發(fā)展中需充分重視BIM技術應用效率對于工程整體運作的重要指導作用，推動建筑工程結構設計立體化呈現(xiàn)朝著標準化、穩(wěn)定化、精確化方向發(fā)展。基于此，本文探討了BIM的建筑結構設計方法，以在實踐中不斷優(yōu)化設計單位經(jīng)濟效益。

關鍵詞：BIM技術應用;建筑工程結構設計

引言

在建筑工程項目日漸增多、規(guī)模擴大的趨勢下，BIM技術得到了更為廣泛的應用，但在建筑結構設計中，BIM技術的應用還存在很多的限制。信息技術快速發(fā)展的今天，BIM技術進一步發(fā)展，在建筑結構設計中可以發(fā)揮其信息共享和集成的優(yōu)勢，保持不同結構之間的協(xié)調(diào)性。

1基于BIM建筑結構設計的價值

BIM模型即三維建筑工程信息數(shù)據(jù)模型，是基于三維建筑數(shù)字信息技術的一種新型計算機信息技術，能夠依據(jù)模型相應的建筑工程設計數(shù)據(jù)，構建建筑工程數(shù)據(jù)模型，并在建筑工程項目整體建設的工程設計、施工等各個環(huán)節(jié)之中發(fā)揮重要指導作用?？梢暂p松實現(xiàn)對所有建筑全面使用數(shù)據(jù)的實時展現(xiàn)，其中還具有數(shù)據(jù)動態(tài)實時更新數(shù)據(jù)管理的強大功能，不僅是它能夠有效確保所有使用建筑全部數(shù)據(jù)的充分動態(tài)展現(xiàn)，同時還能夠?qū)ㄖ?shù)據(jù)模型進行及時自動更新，對模型數(shù)據(jù)進行自動優(yōu)化調(diào)整，大大提高的建筑工作效率及建筑工作管理質(zhì)量。除此之外，BIM建筑技術的迅速出現(xiàn)及廣泛應用，使整個建筑業(yè)所有結構生產(chǎn)技術部門都基于同一個新的建筑技術模型進行工作，為整個建筑業(yè)的結構設計人員提供了統(tǒng)一的建筑技術應用平臺。同時，運用這一信息技術所設計構建的建筑模型，包含了大量的建筑設計參數(shù)信息，工作人員僅僅只需對其中的基本信息和設計參數(shù)數(shù)據(jù)進行手動修改，就已經(jīng)能夠輕松實現(xiàn)對建筑整體結構設計的自動調(diào)整，真正完全實現(xiàn)了現(xiàn)代建筑主體結構的信息參數(shù)個性化整體設計。

2建筑結構設計的原則

2.1耐久性

設計師開始進行建筑設計時，需注重建筑物的耐久性。耐久性是指在建筑的正常維護過程中，材料性能雖然隨著時間變化，但不會發(fā)生由于保護層碳化或裂縫寬度過大而導致鋼筋銹蝕，混凝土不發(fā)生嚴重風化、老化、腐蝕而影響結構的使用壽命的現(xiàn)象。

2.2安全性

建筑設計人員在保障建筑結構安全性的同時也應考慮通過設置多層防線的手段用來抵御外界壓迫對建筑結構所造成的不利影響。建筑結構的安全程度直接影響建筑在任何時候受多種荷載、外加變形、約束變形的抵抗作用，及在偶然事件，如地震、火災等發(fā)生時及發(fā)生后最大程度上保障建筑用戶的人身及財產(chǎn)安全。

2.3適用性

在建筑結構正常工作時，能夠滿足使用者的要求，不發(fā)生影響正常使用的變形與裂縫寬度等，都是建筑結構的適用性。建筑結構設計時，不僅要考慮到以上因素，還要考慮到大眾對建筑的要求，才能建造出大眾滿意的舒適建筑。

3 BIM建筑結構設計的方法

3.1 BIM技術參數(shù)在設計中的應用

在建筑結構設計的過程當中會涉及較多的數(shù)據(jù)，而且需要建立相關資源模型，這些模型的建立是與數(shù)據(jù)庫有著直接性的關系，相關數(shù)據(jù)需要運用到實際設計過程當中，它與設計參數(shù)具有較強的聯(lián)系。建筑設計人員在設計之前需要對相關數(shù)據(jù)進行收集整理歸納，在開展設計的過程當中必須根據(jù)相關數(shù)據(jù)來開展設計，同時需要建立資源化模型，明確相關設計參數(shù)，只有這樣才能夠逐步提高設計質(zhì)量，保證設計要求。設計師還需要采用參數(shù)約束的措施來提高BIM技術的應用效率以及維護效率。只有這樣才能夠從根本上保證輸出數(shù)據(jù)的準確性，保證參數(shù)設計工作能夠正常穩(wěn)定地開展，不斷地提高設計質(zhì)量。

3.2剖析建筑結構和施工現(xiàn)場

在將BIM技術應用在建筑結構設計中時，專業(yè)設計人員應深入工程現(xiàn)場開展相應的調(diào)查，在全面掌握現(xiàn)場信息的基礎上開展有針對性的設計。事實上，對任何的建筑質(zhì)量而言，結構設計尤為重要，相關人員在開展設計工作時，同樣需加強對施工現(xiàn)場環(huán)境等的綜合分析。BIM技術在建筑結構與施工現(xiàn)場的分析上同樣有著突出的優(yōu)勢，因為BIM系統(tǒng)能夠直接與地理信息系統(tǒng)建立緊密聯(lián)系，真實還原工程現(xiàn)場的具體情況，也就保障了建筑模型的有效性與合理性，設計人員在開展結構設計時，直接利用BIM模型中的相關數(shù)據(jù)，也就保障了結構設計與施工現(xiàn)場情況的匹配度。

3.3構件設計方法

在現(xiàn)代建筑工程中的結構設計中，構件設計族主要類型包含板式結構構件基礎、板式結構樓梯等。其中，鋼結構和各種預制建筑構件在各種建筑工程設計項目中十分常見，主要廣泛應用于各種工業(yè)工程建筑中，而高層住宅等各類工程建筑中，一般也都會盡量選用這種現(xiàn)澆鋼筋混凝土預制構件。設計施工人員可能需要根據(jù)不同工程實際設計需求隨時進行不同結構型和構件族的設計選擇，以大大提升工程設計施工效率。

3.4優(yōu)化結構設計過程的軟件使用和建筑模型設計工作

為了提高結構設計的工作效率，設計師必須優(yōu)化結構設計過程的軟件使用和建筑模型設計工作，首先應當創(chuàng)建工程結構方案模型，將此模型導入相應的結構分析軟件，通過分析計算、修改數(shù)據(jù)來不斷提升準確度和合理性。然后，將分析后的模型導回BIM軟件，及時保存建筑工程結構信息，便于各專業(yè)工程師獲取、查看相應的結構分析信息，從而推動工程的協(xié)同設計效果。

科學應用BIM技術需要做好結構設計過程的模型設計工作，首先需要設計師合理加載建筑模型，由于在建筑設計的過程中必須重視建筑模型的構建，建筑模型作為工程設計的主體必須實現(xiàn)其本身的實用性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，保障建筑結構設計的審美水平和使用功能。通過在建筑設計工作之中采用Revit軟件，發(fā)揮其顏色區(qū)分化、三維可視化的技術效果，能夠?qū)崿F(xiàn)對于建筑結構相關的數(shù)據(jù)進行可視化的管理，優(yōu)化設定、調(diào)整視圖樣板，全面檢查模型，能夠更加高效地檢查出結構設計中存在的問題，對其進行調(diào)整、修改，從而優(yōu)化出圖的質(zhì)量和效率。BIM技術能夠在建筑工程設計的過程中實現(xiàn)可視化轉變，不再拘泥于傳統(tǒng)平面布局，實現(xiàn)建筑內(nèi)部構造的三維立體化呈現(xiàn)，同時，受力構件也能夠做到立體狀呈現(xiàn)。

3.5在協(xié)同方面的應用

建筑結構設計的技術難度相對較高，涉及的結構設計任務繁重，為達到最為理想的結構設計效果，專業(yè)設計人員在開展結構設計工作時，尤其要保持不同結構部位的協(xié)同性。因為建筑結構的構成復雜，包含了不同的結構模塊，在利用BIM技術開展結構設計時，不同專業(yè)之間的信息和數(shù)據(jù)集成特征更為突出，也就使得不同部門和崗位人員均可以在數(shù)據(jù)共享的基礎上實現(xiàn)設計優(yōu)化，提升了結構設計的效率和質(zhì)量。

結束語

綜上所述，BIM技術應用對于建筑工程結構設計建設的社會效益非常關鍵，設計人員通過應用BIM可視化技術能夠?qū)IM設計的專業(yè)模型應用于圖紙的設計工作之中，推動建筑工程內(nèi)部構造的立體化、直觀化、清晰化呈現(xiàn)。只有將先進的管理制度和設計方案充分應用于建筑工程結構設計中，在建筑工程結構設計中融入更多的創(chuàng)新化BIM技術應用能力，才能優(yōu)化結構設計效果，推動建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻：

[1]顧云凡，陸志祥，劉揚.基于BIM的裝配式建筑結構設計研究[J].建材發(fā)展導向，2019，17（4）：29-30.

[2]陳波.基于BIM的建筑結構設計流程管理研究[J].工程建設與設計，2020（7）：260-261.

[3]李彬瑜，史健勇.建筑結構設計的知識管理與智能化方法研究[J].工程管理學報，2020，34（2）：123-124.

[4]張愛青，方偉國.基于BIM的建筑工程管理模型優(yōu)化研究[J].九江學院學報（自然科學版），2019，34（01）：38-39.

[5]張巖.建筑工程管理中BIM技術的運用[J].磚瓦，2021（4）：123-124.