BIM建筑結構設計現況分析

 摘要:現在建筑行業的應用的主流前景就是在信息模型的基礎上進行建筑結構的施工設計工作，將施工中的結構構件以立體的方式在設計圖中進行展示。本文以BIM的建筑結構施工設計圖設的優勢進行分析，并將BIM的結構設計流程進行闡述，結合實際的案例，將BIM的優勢進行說明，為行業內的相關設計施工人員提供可應的參考依據。

關鍵詞:BIM;建筑結構;設計分析

一、前言

隨著我國經濟發展建筑業發展迅猛，以往的二維CAD技術是我國現階段建筑設計施工的主要交流手段，但是隨著科技與技術的不斷的發展與前進，傳統二維CAD設計的缺點也明顯顯現。經過研究表明，CAD技術在建筑結構設計中的信息共享是很難實現的，這對于建筑工程施工中的各種項目的實施難以開展。所以現在我們使用BIM進行建筑設計施工圖紙設計，是未來建筑結構設計發展的主要趨勢。

二、BIM技術國內研究現狀

我國的政策的支持與環境因素的推動，使得我國的對于建筑信息模型一直在進行的著很積極的研究，從建筑工程的設計環節到施工管理環節，從建筑施工中的鋼結構到混凝土結構，這些都在一定的程度上得到了一定的發展，并且也相應的取得了很多的研究成果。選用ObjectAＲX技術在AutoCAD平臺上進行二次開發，高層鋼結構設計的BIM軟件進行了建立，這種軟件可以實現對高層鋼結構的有限元計算與規范校核，可以將高層鋼結構有限元的計算模型進行讀入，這種軟件的使用在上海中心工程的使用中得到了成功的運用。并且對于建筑工程周期中的不同的階段其對于不同的模型信息的需求可以得到滿足，在BIM中輸出合理的信息，在基于AutoCAD圖形引擎的BIM三維實體建模，并且將其轉化為平面的模型的方法，這樣可以通過在工程實例中對其可能性進行驗證。我們從現在有以經完成的研究技術成果進行分析我們得知，我國國內對于BIM的研究主要表現在以下兩個方面上，其一是對BIM軟件在即有的工程中的應用，其二就是對BIM進行軟件的二次開發研究工作。我國目前對BIM沒有一個統一的標準，行業內也沒有一個規范，所以這對于BIM在未來的研究中會受到很大的限制?，F在我們所使用的BIM技術多是由國外的企業開發而成，造成了使用中與我國的一些規范無法成功的進行匹配，與實際的設計施工工作脫節，無法對建筑工程的設計與施工提供方便快捷與批量的工作幫助。所以現在我國對于BIM的使用多是在一些大型的項目中，一些項目里進行有選擇性的使用其內的一些功能。在這種情況下，我國應該盡快的對其相關標準進行制定，出臺一些BIM相關的國家標準與規范。

三、BIM的優勢

BIM是在建設設計與施工中，以數字的形式將建筑的結構施工中的不同信息進行展現的方式，對于建筑信息實現資源共享的新技術。我們利用建筑信息模型所進行的建筑結構設計與施工具有以下幾種優勢:首先，其集成的信息量較大。BIM可以將建筑中所使用的材料、建筑物的使用性質、建筑結構間不同的空間關系等一些綜合性的信息進行統一的處理，并且隨著信息技術的發展，還可以使用信息技術將建筑施工中一些具體的信息以數字化、模型化的方式進行展現，這樣就可以成功的為建筑相關的設計與施工人員在其使用與工程相關的信息時可以方便的進行調閱。其次，對于建筑工程的設計圖紙可以有效的進行可視的轉變，建筑行業中原有的二維CAD軟件，在使用中與BIM模型技術相比較，BIM技術可以以精確的將建筑構件進行數字化，在設計的圖紙中就可以將其以立體的方式進行展現，對于建筑工程的施工效率進行有效的提高，同時準確率也得到了提升。第三，建筑設計意圖的后期修改在傳統技術中是較為困難的，BIM技術卻可以為其提供便利，通過BIM技術通過圖例可以將其修改中的建筑結構中的影響進行真實的反映，并且通過模型軟件中的相關模塊進行利弊分析，使相關工作人員的工作效率可以有效的進行提高。

四、設計流程分析

1、設計流程概述工程設計的相關人員通過對建筑設計圖紙進行結構與模型的分析，在軟件中對結構力與建筑構件進行分析與設計，將得到的結果進行相互間的交流與反饋，對于設計中的不足之處進行設計調整與增減，以達到相應的建筑結構設計施工要求，然后將其進行圖紙的繪制，BIM的模型圖紙設計完成。2、案例設計流程剖析我們用建筑工程的鋼筋混凝土結構的設計施工為實例，然后通過BIM模型為基礎對結構施工設計流程進行分析，對BIM設計的模型及所實現的系統進行驗證，其驗證程序如下:第一，在操作的軟件當中，我們根據建筑工程的相關的信息與要求進行BIM模型的建立，然后我們將以經設計完成的模型進行后期操作與處理軟件的程序的導入。第二，我們對于模型設計中的一些不足之處進行補充與后期的完善，并且通過軟件對內部力學進行分析，如，我們在建筑工程的混凝土施工過程中，其混凝土會出現裂縫、收縮、變形等相關問題，這些問題的產生都會導至其內力產生分布變化，在這種情況下我們需要根據BIM的分析模型對其內的有限元進行逐步的分析，對建筑工程的施工過程還有結構進行系統的分析，具體有以下過程:在建筑工程的施工操作過程中，或是因其施工中的其他因素的影響，會引起應變的增量(cm)和應力變化量(KN)，為時刻的應力變化量(KN)，鋼筋混凝土的彈性模量(Pa)，是指到其應變增量的(cm)，其為鋼筋混凝土的松馳系數，我們可以通過查閱得出，混凝土在其中的徐變系數。我們根據查閱，可以對其進行精確的計算得出鋼筋混凝土框架結構的內部應力是隨首應變增量的變化而變化，通過相關的操作軟件對混凝土的變化過程進行預期的結果模擬，并進行分析，然后這建筑結構設計施工提供參考。第三，我們通過上式的計算，可以生成BIM結構的施工設計模型，然后我們將BIM模型設計中的構件的基本信息與建筑產品自身的數據描術標準(IFC)進行二者間的比對，我們可以得到IFC信息模型。第四，將Etabs軟件對建筑結構設計的結果到處Access數據文件，另外還應該對BIMSD結構模型進行利用通過IFC接口將其內里的結構進行相關信息的導入，最后將其構建的信息模型進行耦合，到此才將建筑結構的施工圖設BIM完善的建立。第五，我們在應用層中，將以經完整的結構施工圖設進行檢測、建筑結構施工圖進行修改、增減設計、算量統計、圖檔管理、規范校驗等。這樣可以讓其設計得到更進一步的完善。

結束語

根據我們對上面的研究我們得知，我們通過使用BIM對建筑結構進行設計，我們不僅可以進行三維立體化、參數化與數字化，可以使相關的設計人員的工作效率進行提升，還可以保證其建筑工程中的不同項目種類可以準確的進行，使我國的建筑行業向更加的高效、便捷、科技化的方面進行轉變。我們必須在行業中進行BIM的應用，這樣不僅可以使建筑業的發展速度進行加快，更可以促進我國建筑設計行業的發展。