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BIM的建筑结构施工图设计研究

胡然楼主
1楼2017-09-1214:16

简介:时代在不断发展,建筑业也在不断进步,随着最开始通过手绘将施工建筑表现在图纸之上,之后利用二维画图工具CAD将建筑模型更加完美地呈现在了计算机上,如今,随着技术不断地更新换代,BIM技术逐渐在建筑结构施工图设计的应用起来,BIM技术能够构建一个三维的信息模拟图,让不同施工人员共享一个数字设计信息,从而加快对建筑结构施工图的完善,提升建筑结构的设计质量,提高施工阶段的效率。



现代化的发展使得人们对建筑设计技术方面的要求越来越严格,俗话说万丈高楼平地起,而一个万丈高楼首先需要一个它的结构设计图,建筑结构的设计十分重要,只有对一个建筑的设计保证质量没有差错,这样才能保证这个建筑的施工质量,从而达到建筑使用的目的和建筑的安全性,利用BIM技术来设计建筑结构,可以有效提高建筑结构的质量,提高设计的效率,设计阶段没有问题了才能进行施工,提高施工效率,由此可见BIM技术对建筑的施工也有十分重要的作用。


BIM技术简介


BIM技术全称为Building Information Modeling,在国内也叫做建筑信息模型,该技术是一种能够使用在设计工程和建造管理过程中的工具,可以利用三维数字来对建筑结构进行设计,施工和管理的一种方法,该技术具有8个特点,3个关于信息的,包括了模拟信息的完备性、关联性和一致性,还包括可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性。BIM技术的应用十分广泛,包括建筑学、工程学、土木工程学等等,本文中主要讲述BIM技术在建筑结构施工图设计中的应用。


BIM目前由3部分定义构成:


1.BIM是一个数字表达,可以表达出来一个建筑项目设施的物理和功能特性。


2.BIM是一个共享的知识资源,是一个分享有关该建筑项目设施的信息,为该设施从建设到拆除的全部周中的所有决策提供可靠依据的过程。


3.在项目的不同阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。


BIM技术在建筑结构中的应用优势


以往建筑结构设计工作人员主要是利用有限元结构分析软件(如:Femap+NXNastran)来对建筑结构进行设计和在不同受力情况下建筑的变形进行分析,之后把分析所得到的结果导入到二维的画图软件(如:CAD画图软件)之中进行二维平面的绘制,这样的设计方法在后期对施工图进行修改时十分麻烦,建筑设计工作人员在进行修改时,需要重新分析计算。


BIM技术的设计方法则是利用BIM软件来先构建一个实体的建筑模型,之后把实体的建筑模型参数导入相对应的结构分析软件之中进行分析,得到分析结果之后直接对物理建筑进行动态更新和设计施工图纸。BIM技术能够把结构的绘制和结构设计无缝对接,相互统一,极大地方便了建筑设计工作人员。在理论上,BIM数据是完全数据化的,而一个数据化的模型在软件中可以很容易地加以修改并且得到修改后的结果。


BIM技术改变了传统的二维平面设计模型的模式,直接构造出来三维信息模型,大大地节约了工作时间,从立体三维方面来进行设计,BIM技术可视化的特点更是可以让我们通过对模型的观察来了解和解析建筑物的不足和优点,对不足之处加以改进,使得建筑物更加完善。其信息完备性的特点使对建筑的信息描述十分完善,从设计图到如何施工,再至施工后成品的状况、物业等等,囊括了一个建筑从始至终全生命周期的所有信息,面面俱到。


BIM技术协同性强的特点则可以让各个部门相互配合设计,让建筑物的结构更加完善,加快项目的进度,提升工作质量,在以前利用CAD工具来进行建筑结构施工图设计的时候,机电工程的管线问题始终是个麻烦的事情,但是BIM技术的协调性十分强,可以利用让管线碰撞的方式来轻而易举地解决这个问题,简单有效。通过BIM技术可以把整个建筑物统一在一个建筑模型之上,与以往几十页的设计图相较而言十分方便,一目了然,而且在设计工作过程中可以自动的生成报告文件,这样可以提高设计效率,减少设计过程中所消耗的时间。


BIM技术也可以使对原设计的修改简单化,以往的设计要进行修改需要在修改后与其他部分进行比较,观察是否合适或者是否需要再修改其他的部分,而BIM技术则可以自动调节修改后的项目对其他部分进行自动更新,这样可以避免工作人员在手工修改时所遗漏的问题,使得修改后的建筑更加协调,减少设计上的误差和不协调性,也可以减少修改时工作人员所消耗的时间,省时省事。


BIM技术在国内建筑结构设计中的应用现状


2003年起,BIM技术受到了我国研究人员的广泛关注,且被关注的程度越来越高,已经在建筑行业引起了一场革命,不管是软件公司,设计单位,房地产开发商乃至高等院校都开展了对BIM技术的研究,软件公司开发设计BIM技术的相关软件、房地产开发商招收精通BIM技术的人才,高等院校开设BIM技术的课程,国家也把BIM建筑信息模型研究作为了一项重点研究课题,虽然现在BIM技术在我国还没达到全面普及应用的地步,但是已经有不少的建筑项目是通过BIM技术来完成的,中国的上海中心大厦就是全周期应用了BIM技术,该建筑的整个项目由客户主导,运用了BIM技术对设计、施工、运营等全方位进行了完美的规划。这是BIM技术在国内第一次全程应用,这次实践的成功推动了BIM技术发展的速度,目前因为发展的限制,在国内BIM技术有3种应用模式,由不同的部门来主导将其分为业主主导、施工方主导和设计方主导。


由于BIM技术在国内发展时间尚短,仍然存在一些问题:


首先是法律方面的问题,建筑模型由设计方负责构造,但是施工时候是由施工方进行工作,而模型的构建费用标准没有确定,后期运营管理也存在问题,所以,BIM模型在所有权方面存在一些争议。


其次,技术方面的问题,一个建筑的完成涉及多个部门多个专业,这就造成了BIM建模的多元化,每个部门的数据、格式可能存在不同,所以存在一些跨部门的技术参数兼容性的问题。


我国建筑市场极其庞大,人口基数也大,当建筑业迅速发展时,人人都将拥有自己的房子,而现在的社会无论哪一行哪一业联系性都十分强,建筑业的发展需要BIM技术的发展,虽然目前BIM技术在我国发展时间较短,仍然存在一些问题,但是随着时间的转移,我国的科研人员一定能够解决这些问题,使得BIM技术能够更加广泛地应用于我国的建筑行业之中,发挥出重大的作用,促进经济的发展和科技的进步。

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