BIM技术在工业厂房建筑结构设计中的应用实践
摘要
关键词
BIM技术;工业厂房;建筑结构设计;策略
正文
引言
当前我国建筑工程数量和规模正在不断扩大,社会各界对建筑的品质提出新的要求和挑战,尤其是对建筑的结构设计,因此在工业厂房建筑结构设计工作过程中,可以通过BIM技术进行三维立体建模,实现协同,设计,采取碰撞检测绘制BIM技术结构模型等形式,使设计工作人员更加直观地了解整个建筑结构的内部细节构成情况,对建筑结构设计过程中存在的各种偏差问题进行有效调整,避免对后续工程项目的正式实施造成不良影响,保证整个建筑工程结构设计的科学性与合理性。
一. BIM技术概述及特点
1.(1)BIM概述
BIM是指建筑信息模型,是BuildingInformationModel首字母的缩写,最先由乔治亚理工大学ChuckEastman博士提出。目前已发展成一门影响巨大的专业技术。近些年国家大力推广BIM技术应用,有力地促进了我国建筑业向智能建造和新型工业化方向发展。现代建筑工程不断向着大规模化、复杂化、多元化方向发展,大量的建筑工程数据信息需要在建筑设计阶段汇总并迅速处理,在项目全生命周期中共享给各个参与企业。BIM技术能够在建设项目整个过程中为各参与方搭建统一的信息技术支持平台,实现各阶段、各项任务和各相关方之间信息交换和数据共享,模型中的数据信息具有唯一识别性和开放性。
1.(2)BIM技术的特点
BIM技术用于建筑设计的实质就是模拟建造。以建筑工程项目的信息数据作为基础,利用计算机技术进行三维仿真模型建造,在计算机模拟建造过程中能预知实际建设过程中会发生的问题,经过各个参与方共同的完善优化,最终形成几乎不存在问题的三维模型定稿。依据三维模型定稿生成二维建筑设计文件,大大提高了设计产品质量。BIM技术具有可视化、设计协同性、模拟性、优化性等特点。(1)可视化。建筑信息模型将传统的表达方式由二维平面上升到三维立体,为各参与方的沟通交流提供了可视化的平台,人们能直观地观察到建筑信息模型外部和内部的细节构造,整个设计流程中的动态变化都可以看到,使从业人员对建筑信息把握的准确性大大提升,此外,在对建设单位和施工方进行设计成果展示时,相比较于二维设计图和效果图,BIM模型具有直观、全面、详细的优势。(2)设计协同性。现代建筑功能愈加复杂多元,建筑设计过程中多专业合作协同显得越来越重要,每一步设计工作无不是互相协调配合的结果,BIM技术为建筑设计各专业技术人员搭建了一个同步信息传递平台,各参与方能够实现通畅和迅速的信息交流,对模型中的问题及时进行修改完善,在同一个BIM建筑信息模型上实现协同工作。(3)模拟性。BIM技术除了能模拟实际工程建设进行三维建模外,还可以在模型中进行各种模拟试验,检查建筑设计工程中存在的各种专业问题,及时修改完善方案设计。可以进行的专业模拟试验有模拟抗震性能试验、模拟建筑风洞试验、模拟应急疏散试验、模拟节能隔热实验、模拟日照分析试验、模拟热能传导试验等。(4)优化性。整个项目建设周期是一个不断发现并解决问题的过程,也是一个不断完善优化的过程。BIM技术为工程项目更好的优化创造了技术条件,建筑设计各专业技术人员把所有数据信息集中到建筑信息模型中,同时也把各种矛盾问题带到模型中。采用BIM技术可以更加科学高效的把矛盾问题暴露出来,通过共享的建筑信息模型和配套的优化工具,在建筑设计初期就可以对各种矛盾问题进行分析并找到解决方法,使建设项目进一步优化。
二.BIM技术在工业厂房建筑结构设计工作中的应用策略
2.(1)建筑协同初期设计工作要点
在工业厂房建筑结构初期设计工作阶段,需要对每个专业相互之间不同的工作部分进行关联,同时有效完成标准化的设计工作,需要对建筑工程项目施工材料以及外立面设计工作方案进行确认,对建筑墙面和地板组合设计工作方案以及建筑的立面设计工作方案进行有效整合,以此建立起更加科学完善的立面设计工作效果。基于BIM技术的有效应用,可以将设计完成之后的建筑立面设计效果完整地呈现出来。在提前预制墙面构件设计工作时,需要对建筑内部的弱电箱位置、强电箱位置、供电开关以及管道线路位置进行合理设计,同时在进行建筑工程装修设计工作中,需要以实际的工程设计图纸为标准,保证建筑装饰装修工作的顺利开展。基于BIM技术的合理应用,在数据结构模型方面需要进行严格检查,保证检验工作后所提供的工程设计图纸更具有可实施性和可靠性。
2.(2)建筑结构数据连接技术
BIM技术作为一项数据信息整合平台,可以对建筑工程项目的主体结构相关数据信息,以及装配过程等各项专业信息进行合理整合与共享,将建筑工程项目中相关的设计参数更加直观地呈现出来,对于用户来讲,可以有更好的建筑工程项目体验。通过更加直观和透明的设计工作过程,可以对整个建筑工程项目的质量进行控制。BIM技术在建筑结构设计工作中的主要基础内容是构件的资源库,在此基础之上使用BIM建筑工程项目全生命周期进行科学合理化管理,在建筑工程项目设计工作的基础上,对整个生产运输等工作过程进行合理化调整,并且在装配基础工作上展开信息传递和梳理。数据连接技术所表现出的优势,可以有效减少数据的丢失总量,通过对数据信息上下游的传递和数据信息的及时反馈,实现对整个建筑工程项目设计工作过程的合理化控制。使信息能够在建筑结构设计、施工安装以及维护工作当中进行传递,对整个建筑工程中各项资源进行实时监测,对建筑的能耗量进行深入分析和控制。
2.(3)BIM技术在钢结构中的应用
工业厂房普遍需要大跨度结构,大跨度建筑物主要采用钢结构的结构形式,传统钢结构设计中,需要对结构链接和加强件布置等逐项展开设计,需要涉及到梁柱连接、梁梁铰接以及梁梁刚接等多种连接形式,是一项较复杂的设计工作。BIM技术通过建立可视化的三维模型和结构化的数据库,将各连接构件参数化,可以智能设计出控制结构构件的链接和加强件布置结构,甚至连接螺栓的大小、数量、间距等参数也可自动生成,给设计人员节省出大量的时间和精力,进一步提高钢结构设计质量及工作效率。大跨度钢桁架结构中,倒三角桁架每个节点连接的杆件较多,杆件在空间上有不同角度,定位相对难度较大,节点处理起来也比较困难。但如果采用BIM三维放样,再利用钢结构详图设计软件XSTEEL软件进行建模,便可精准定位,确保图纸设计的精确性和一致性。
结语
BIM技术在建筑设计专业和结构设计专业的应用,促成了传统设计模式的创新升级,全新的设计工作模式焕发出了无限的生机活力。在BIM技术支撑下,实现了建筑工程各种数据信息的集成化处理,设计单位的设计能力得到全面提升,其他参与单位也可更早、更多的参与到项目的设计过程中,以确保各方及时沟通会审,提前解决遇到的问题,从而大大的提高工作效率,降低生产成本、提升设计质量,创作出更好的设计作品。
参考文献
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