本文摘要:摘要:我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用,如在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)實(shí)用的應(yīng)用流程,使BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以凸顯,這也就要求相應(yīng)的技術(shù)人員能夠找出BIM技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的結(jié)合點(diǎn),使BI
摘要:我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用,如在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)實(shí)用的應(yīng)用流程,使BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以凸顯,這也就要求相應(yīng)的技術(shù)人員能夠找出BIM技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的結(jié)合點(diǎn),使BIM技術(shù)能更有效地應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率的全面提高。另外,一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,直接決定了建筑在施工階段及以后使用階段的安全系數(shù),因此,將BIM技術(shù)引入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,是企業(yè)發(fā)展、建筑安全建設(shè)的重要保障措施。
關(guān)鍵詞:BIM;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);研究;實(shí)現(xiàn)
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率低的主要原因
目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,通常采用結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)來(lái)描述結(jié)構(gòu)構(gòu)件的數(shù)據(jù)參數(shù),這也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),而所有設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展都需要依靠結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程,從實(shí)際出發(fā),包括方案設(shè)計(jì)階段、結(jié)構(gòu)計(jì)算階段、施工圖制作階段和碰撞檢驗(yàn)階段,每一階段都需要四套結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型來(lái)支持,這四套模型往往具有一定的獨(dú)立性,這也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率低下的主要原因[1]。
2BIM建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程分析
隨著B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用,參與BIM的人員的專(zhuān)業(yè)分工也發(fā)生了變化。整個(gè)設(shè)計(jì)單位要有專(zhuān)門(mén)的BIM技術(shù)管理部門(mén),其他專(zhuān)業(yè)人員要各司其職,共同完成建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計(jì)。就目前BIM的應(yīng)用情況而言,專(zhuān)業(yè)協(xié)同的效率較低,而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展又不能滿(mǎn)足協(xié)同設(shè)計(jì)的基本要求,無(wú)法全面實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的全面應(yīng)用。
在當(dāng)前階段下,應(yīng)從現(xiàn)有技術(shù)條件出發(fā),實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息集成,徹底解決設(shè)計(jì)中依賴(lài)CAD手工繪圖的問(wèn)題,在充分利用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上,更全面地運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù),把BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中[2]。當(dāng)前階段之下,想要將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中。應(yīng)先建立建筑物的結(jié)構(gòu)模型,再對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,從而確定建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,再生成相應(yīng)的模板圖,在模板圖生成后,對(duì)修改過(guò)的建筑物模型進(jìn)行自動(dòng)的更新和計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)施工圖自動(dòng)生成,并將建筑物的結(jié)構(gòu)模型發(fā)送到Revit軟件進(jìn)行碰撞檢測(cè)。這樣既能滿(mǎn)足當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求,又能使BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程得到全面實(shí)施。
3AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù)
從以往建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中產(chǎn)生低效的原因分析,AutoCAD的自動(dòng)成圖功能是目前提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率的關(guān)鍵,通過(guò)AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù),可以減少在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所需的人力、物力,提高設(shè)計(jì)效率,實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的全面應(yīng)用。目前,許多設(shè)計(jì)者仍采用AutoCAD手繪圖紙的形式進(jìn)行圖紙繪制,而要實(shí)現(xiàn)AutoCAD的自動(dòng)成圖,則需要通過(guò)設(shè)計(jì)軟件的快速成圖技術(shù),加入聯(lián)機(jī)修改功能,從而使AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù)能夠滿(mǎn)足施工設(shè)計(jì)的基本要求。借助BIM技術(shù),高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算完成后,可以在AutoCAD系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)十幾組標(biāo)準(zhǔn)圖層模板和配筋圖的生成。為了使這些圖形的標(biāo)準(zhǔn)與使用要求相一致,需要從以下方面完善自動(dòng)成圖技術(shù)[3]。
3.1建立描述墻柱梁板的通用結(jié)構(gòu)模型
應(yīng)用AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù),要實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)成圖,就必須建立相應(yīng)的墻柱梁板通用結(jié)構(gòu)模型,有效地解決混凝土結(jié)構(gòu)施工構(gòu)件的數(shù)學(xué)描述問(wèn)題,從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率。我國(guó)自1993年就開(kāi)始著手建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,從實(shí)際情況來(lái)看,目前的數(shù)學(xué)模型已經(jīng)能夠在一天之內(nèi)完成一個(gè)廠(chǎng)房的設(shè)計(jì),能達(dá)到較好的設(shè)計(jì)效果[4]。
3.2使規(guī)范要求與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有機(jī)結(jié)合應(yīng)用自動(dòng)成圖技術(shù)時(shí),其設(shè)計(jì)成果既要能滿(mǎn)足我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求,又要能體現(xiàn)設(shè)計(jì)的智能化和個(gè)性化,從而使設(shè)計(jì)者的繪圖過(guò)程完全模仿。它還要求相應(yīng)的技術(shù)人員能將多名工程師的繪圖思路和操作流程進(jìn)行集成,并輸入到專(zhuān)業(yè)的繪圖系統(tǒng)中,從而使繪圖結(jié)果更能符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體要求。
3.3設(shè)計(jì)習(xí)慣要具有選擇性因?yàn)椴煌脑O(shè)計(jì)者有不同的設(shè)計(jì)習(xí)慣,所以在AutoCAD的自動(dòng)成圖技術(shù)中,施工圖的表示應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)習(xí)慣而定,在數(shù)學(xué)模型的建立和描述上要更加完善和開(kāi)放,能滿(mǎn)足不同設(shè)計(jì)院的基本需要。
3.4符合手工制圖的習(xí)慣AutoCAD的自動(dòng)成圖技術(shù)基礎(chǔ)在于手工成圖,而自動(dòng)成圖技術(shù)的目標(biāo)是獲得相應(yīng)的施工圖,從而減少手工繪圖中存在的諸多問(wèn)題,提高成圖的效率和質(zhì)量,因此,應(yīng)使手工成圖和自動(dòng)成圖結(jié)果保持一致,否則,涉及人員的基本需求將難以滿(mǎn)足。AutoCAD自動(dòng)化制圖技術(shù)中,包含了兩個(gè)不同的技術(shù)路線(xiàn),一個(gè)是基本圖元繪圖,另一個(gè)是自定義實(shí)體繪圖,兩個(gè)繪圖技術(shù)路線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足施工對(duì)技術(shù)性和靈活性的要求,使之符合設(shè)計(jì)者手工制圖的習(xí)慣。
3.5一次性生成所有的構(gòu)件圖樣一次生成所有組件圖樣是保證AutoCAD自動(dòng)化成圖技術(shù)效率的關(guān)鍵,在相應(yīng)的Dwg文件下,要包括所有標(biāo)準(zhǔn)的組件模板的組件圖形,同時(shí)組件圖樣必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范和要求,以使設(shè)計(jì)過(guò)程更簡(jiǎn)單、更方便,同時(shí)還能降低出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和問(wèn)題的機(jī)會(huì)。
3.6智能化的字符標(biāo)記
利用自動(dòng)成圖技術(shù),在AutoCAD中,每個(gè)圖元的位置和大小都能被標(biāo)注出來(lái),并考慮到它們之間存在的聯(lián)系,使每個(gè)圖元素能智能的移動(dòng)到不重疊的位置,從而使圖元更直觀、更清晰,可以直接應(yīng)用于設(shè)計(jì)方案中。
4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的聯(lián)動(dòng)修改
應(yīng)用BIM技術(shù)后,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要能夠協(xié)同設(shè)計(jì),對(duì)模型中的內(nèi)容進(jìn)行修改后,模型中的其他內(nèi)容也會(huì)隨之修改,這也要求成圖技術(shù)中引入聯(lián)動(dòng)修改機(jī)制,以提高修改效率。舉例來(lái)說(shuō),當(dāng)兩個(gè)邊緣構(gòu)件合并時(shí),能夠合并構(gòu)件的編號(hào),并將相應(yīng)的信息、參數(shù)和數(shù)據(jù)傳遞給兩個(gè)邊緣構(gòu)件,這樣可以使邊緣構(gòu)件合并過(guò)程更快,同時(shí)減少產(chǎn)生多種錯(cuò)誤的可能性,提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。并且在BIM下的GSPLOT軟件中,與之相對(duì)應(yīng)的部件數(shù)據(jù)信息和人工編輯命令就有50多個(gè),全部包含了聯(lián)機(jī)修改功能,可以使圖形修改的效率得到全面提高。
5Revit轉(zhuǎn)換接口
目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,BIM技術(shù)通常是通過(guò)Revit軟件實(shí)現(xiàn)的。但直接在建筑結(jié)構(gòu)模型中建立結(jié)構(gòu)模型往往需要耗費(fèi)大量的人力、物力,因此,在常用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中,可以通過(guò)三維分析模塊,快速地將模型轉(zhuǎn)換為Revit軟件,將其歸納總結(jié),使建筑結(jié)構(gòu)模型的建模效率得到全面提高。一般而言,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,比較常用的構(gòu)件類(lèi)型都有相應(yīng)的Revit柱類(lèi)型,這些界面類(lèi)型都可以自動(dòng)生成到軟件中,通過(guò)轉(zhuǎn)換接口的應(yīng)用,還可以使建筑結(jié)構(gòu)的效率得到有效地提高,模型構(gòu)件的精確度更高,誤差和缺陷的問(wèn)題更少,是目前比較有效的應(yīng)用BIM技術(shù)的方式。
6在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用BIM技術(shù)
6.1運(yùn)用BIM進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)建模
傳統(tǒng)的CAD建模方法,在建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中,只能對(duì)建筑物進(jìn)行簡(jiǎn)單的二維造型,在需要三維造型的階段,設(shè)計(jì)者往往是用泡沫、紙殼等實(shí)體材料進(jìn)行造型,而且后續(xù)的結(jié)構(gòu)修改、參數(shù)修改都要以此為基礎(chǔ),因此,有工作量大,設(shè)計(jì)工作復(fù)雜的問(wèn)題。同時(shí),當(dāng)BIM技術(shù)被引入到建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域之后,突破了傳統(tǒng)建模方法的限制,可以將建筑作為一個(gè)三維實(shí)體模型,并展示出所設(shè)計(jì)建筑的所有結(jié)構(gòu)的真實(shí)信息,也能有效地突出各部分結(jié)構(gòu)與整體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系[5]。將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,不僅能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的可視化,而且能快速有效地發(fā)現(xiàn)所展示的設(shè)計(jì)模型中的缺陷。以我國(guó)西部某中心體育場(chǎng)為例,體育城外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,采用了花瓣?duì)畹脑O(shè)計(jì)思想,體現(xiàn)了典雅、高端的大氣,但由于體育場(chǎng)主體花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,傳統(tǒng)的CAD建模和實(shí)體材料建模,難度很大,且與結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)有關(guān)的修正也比較復(fù)雜。
將基于BIM技術(shù)的軟件引入CCDI設(shè)計(jì)工作中,對(duì)體育場(chǎng)工程主體部分進(jìn)行了三維建模,同時(shí)將專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)所建模型與主體結(jié)構(gòu)模型相融合,有效地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)造、數(shù)據(jù)修正,成功地消除結(jié)構(gòu)中的各種隱患,避免設(shè)計(jì)返工現(xiàn)象。設(shè)計(jì)人員往往只有設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)知識(shí),沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)施工的經(jīng)驗(yàn),因而會(huì)出現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段忽視施工的具體難易程度,導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的施工難度很大,而且建設(shè)方無(wú)法按圖紙要求完成施工。對(duì)此,利用BIM技術(shù)可以直觀地展示設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn),讓建設(shè)方也參與到設(shè)計(jì)工作中來(lái),這樣,在體育場(chǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中就能充分考慮到實(shí)際施工的難度,有效地提高設(shè)計(jì)方案的可實(shí)施性。
6.2運(yùn)用BIM進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建模
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑模型設(shè)計(jì)中最復(fù)雜的工作之一,在加強(qiáng)件布置及連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,涉及到多個(gè)相關(guān)專(zhuān)業(yè),同時(shí)工作量也很大,設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤問(wèn)題。對(duì)于這一問(wèn)題,可以采用BIM技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中的梁高進(jìn)行計(jì)算,并專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)出連接件。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)連接件,BIM技術(shù)能夠以鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)為基礎(chǔ),有效地處理連接件,并通過(guò)參數(shù)數(shù)據(jù)有效地控制連接件的間距和數(shù)量,在此過(guò)程中,只需由設(shè)計(jì)人員對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,就可以設(shè)計(jì)出新的連接件。同時(shí),為了保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工過(guò)程的準(zhǔn)確性,設(shè)計(jì)者可以采用BIM技術(shù)繪制強(qiáng)化件樣圖,以判斷強(qiáng)化件在工程中的具體位置。
6.3運(yùn)用BIM進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)性能分析
跨專(zhuān)業(yè)交叉應(yīng)用,是當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中大多數(shù)建筑設(shè)計(jì)師采用的主要設(shè)計(jì)原則,所謂跨專(zhuān)業(yè)交叉應(yīng)用,就是在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中,將建筑中的一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所牽扯到的專(zhuān)業(yè)進(jìn)行集中,通過(guò)建立建筑的虛擬模型,使整個(gè)建筑中的個(gè)體形成相互支持的關(guān)系。采用BIM技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行高效、科學(xué)的分析,其分析過(guò)程相對(duì)于傳統(tǒng)的性能分析更為方便、準(zhǔn)確,只需將已建立好的BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到性能分析軟件,再用相關(guān)軟件對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理,即可確定該建筑模型設(shè)計(jì)的牢固性、舒適性、穩(wěn)定性是否符合設(shè)計(jì)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行快速解決,使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到良好的優(yōu)化,從而提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
7結(jié)束語(yǔ)
總而言之,伴隨著國(guó)內(nèi)科技水平的持續(xù)提高,也進(jìn)一步推動(dòng)了建筑工程領(lǐng)域的全面發(fā)展,尤其是隨著人民生活水平的不斷提高,對(duì)建筑工程質(zhì)量也提出了更高的要求。因此,相關(guān)規(guī)劃工作者必須進(jìn)一步加強(qiáng)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃中的應(yīng)用,以進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃品質(zhì),全面推動(dòng)國(guó)內(nèi)建筑工程領(lǐng)域的良性發(fā)展。 BIM技術(shù)在建筑工程行業(yè)的全面應(yīng)用,為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域引發(fā)了一場(chǎng)全面的技術(shù)變革,在BIM技術(shù)的應(yīng)用之下,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也擺脫了過(guò)去二維的制圖形勢(shì),走入了三維設(shè)計(jì)的全新時(shí)代。
建筑工程論文范例: 建筑工程中高層建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究
然而我國(guó)BIM技術(shù)的研究起步較晚,計(jì)算機(jī)技術(shù)也無(wú)法滿(mǎn)足BIM技術(shù)全面應(yīng)用的具體需求,這也就要求了相應(yīng)的人員能夠?qū)υO(shè)計(jì)的過(guò)程進(jìn)行全面的優(yōu)化,從而使BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程更具有操作性和便捷性,提升BIM技術(shù)的應(yīng)用效力。從當(dāng)前來(lái)看,AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù)和Revit轉(zhuǎn)換接口技術(shù)比較符合BIM技術(shù)應(yīng)用的基本要求,而本文也對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行了深入的論述,希望能對(duì)BIM技術(shù)的全面推廣起到一定的積極作用。
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作者:舒鵬
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