【摘要】建筑信息模型BIM 是目前建筑行業(yè)改革的重點,以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ),進行建筑模型的建立,通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。目前BIM模型的精確性和簡化的分析模型之間的沖突,使得結(jié)構(gòu)模型的力學(xué)計算和分析成了整個BIM信息集成鏈中脫節(jié)的一環(huán)。本項目以土木工程學(xué)科為基礎(chǔ),以房屋建筑學(xué)課程設(shè)計的建筑模型為條件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,采用盈建科建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件YJK或PKPM與BIM應(yīng)用的主導(dǎo)軟件結(jié)合,對建筑進行結(jié)構(gòu)建模分析,碰撞信息檢測等,實現(xiàn)三維模型一體化,模型的實時修改。
【關(guān)鍵詞】建筑信息模型;結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件;實時修改
1、目前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀
在結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計的過程中,各大設(shè)計院都或多或少的存在困難或問題。因此,很多設(shè)計院的BIM設(shè)計還停留在翻模以及輔助設(shè)計,真正實現(xiàn)全專業(yè)使用BIM設(shè)計來完成生產(chǎn)任務(wù)的設(shè)計院很少。目前傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法大都是采用CAD二維設(shè)計,存在設(shè)計對象不直觀、信息流失、結(jié)構(gòu)專業(yè)與其他專業(yè)設(shè)計的割裂、改圖工作量大、成本預(yù)算效率低等問題。因此,實現(xiàn)從建模到施工圖出圖是BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用亟需解決的關(guān)鍵問題。
2、YJK與的聯(lián)合應(yīng)用
在發(fā)現(xiàn)問題后便成立項目小組對問題進行研究,通過使用YJK與的聯(lián)合應(yīng)用實現(xiàn)建筑-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計,建筑-結(jié)構(gòu)模型的實施修改,結(jié)構(gòu)模型和建筑模型整合,改變傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)翻模,單一的數(shù)據(jù)鏈傳遞,實現(xiàn)分析模型和信息化模型的雙向傳遞,將結(jié)構(gòu)設(shè)計模型與BIM建筑模型的實時對接,將結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為常見的建筑-結(jié)構(gòu)碰撞問題進行三維可視化,在一定程度上減少了設(shè)計過程中所出現(xiàn)的模型碰撞問題,為結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了極大的便利。在兩個軟件聯(lián)合互導(dǎo)的情況下,實現(xiàn)信息的傳遞,并在最后進行力學(xué)驗算,設(shè)計出安全、穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)。
2.1 YJK與聯(lián)合應(yīng)用的實現(xiàn)步驟
①使用進行教學(xué)樓的建筑三維設(shè)計:本項目取自己設(shè)計的教學(xué)樓為例進行項目研究,先對教學(xué)樓進行建筑三維設(shè)計(墻、樓板、門窗)
②基于建筑模型在中進行結(jié)構(gòu)框架設(shè)計:基于步驟一,在結(jié)構(gòu)樣板上進行教學(xué)樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計
③將的結(jié)構(gòu)框架導(dǎo)出CAD平面圖:應(yīng)用的導(dǎo)出圖紙功能將三維結(jié)構(gòu)框架生成CAD平面圖
④將導(dǎo)出的CAD平面圖導(dǎo)入YJK中:在YJK中拾取不同的CAD圖層,并在YJK中生成三維結(jié)構(gòu)框架模型
⑤應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進行結(jié)構(gòu)框架梁柱尺寸的修改添加:基于結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范將模型框架進行尺寸修改
⑥使用YJK施加荷載并進行結(jié)構(gòu)受力計算,使結(jié)構(gòu)的受力情況達到設(shè)計的要求:將模型進行荷載布置,進行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計計算,生成數(shù)據(jù),通過分析計算數(shù)據(jù)判斷模型是否符合安全、穩(wěn)定的基本設(shè)計要求
⑦基于YJK的模型數(shù)據(jù)修改,在中對結(jié)構(gòu)模型進行數(shù)據(jù)的實時修改:根據(jù)YJK的數(shù)據(jù)修改,將修改后的模型數(shù)據(jù)應(yīng)用到中的結(jié)構(gòu)模型上,以達到合理的設(shè)計要求
⑧進行模型碰撞檢測:將建筑模型與結(jié)構(gòu)模型通過基點應(yīng)用相結(jié)合,并進行建筑—結(jié)構(gòu)碰撞檢測(若出現(xiàn)沖突,則返回進行建筑修改)
⑨建筑和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)達到設(shè)計要求后,可通過出部分結(jié)構(gòu)施工圖
3、總結(jié)與展望
3.1總結(jié)
BIM技術(shù)在工程設(shè)計全專業(yè)的應(yīng)用是建筑業(yè)發(fā)展的大趨勢,結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM的應(yīng)用作為重要的組成部分也必不可少。但由于結(jié)構(gòu)專業(yè)的特殊性,目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM的應(yīng)用存在著現(xiàn)有主流,BIM軟件提供的功能不完全符合國內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計師的設(shè)計習(xí)慣等問題,亟需進行本土研究。本項目的總結(jié)如下:
(1)將結(jié)構(gòu)設(shè)計最為常見的結(jié)構(gòu)-建筑碰撞問題可視化,能夠及時的解決碰撞問題,合理的應(yīng)用的建模功能和YJK的受力計算分析,有效的實現(xiàn)兩者信息共享,帶動建筑信息模型走向設(shè)計方向,而不單單停留在翻模階段。
(2)通過對本次項目的研究,有效的實現(xiàn)了YJK(盈建科)與的互導(dǎo),共享建筑信息,補充了各自軟件的缺陷,發(fā)揮各自長處實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計受力分析、碰撞檢測問題。打破了常規(guī)只適合翻模的傳統(tǒng)思想,將BIM的翻?;A(chǔ)階段慢慢的往設(shè)計-運維-管理階段發(fā)展,推動建筑信息模型的發(fā)展,為建筑行業(yè)的發(fā)展注入一股新的力量。
3.2展望
本項目主要是以房屋建筑學(xué)為基礎(chǔ),運用BIM軟件平臺與YJK來提供一套滿足設(shè)計--施工計算--運維一體化的有效方法,充分將平臺與YJK的優(yōu)勢相結(jié)合,為結(jié)構(gòu)模型的力學(xué)計算和分析提出解決方案。但由于對項目的研究工作,在時間和能力上有著明顯的局限性,存在著許多明顯的不足和有待改進之處,對未來項目研究提出以下展望:
本項目僅是針對混凝土框架結(jié)構(gòu)進行力學(xué)計算和分析的研究,對于鋼混結(jié)構(gòu)、混凝土框剪結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)均并未涉及,為了能夠使得項目的發(fā)展更加全面和更加適應(yīng)實際工程多樣性的要求,還需對更多結(jié)構(gòu)類型進行研究。如今科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度非???,人們都追求高效率的科學(xué)技術(shù),土木工程作為傳統(tǒng)行業(yè)更加需要高效率的技術(shù)做到與時俱進。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計過于復(fù)雜,同時現(xiàn)在土木設(shè)計行業(yè)中BIM不斷發(fā)展與完善,國家也大力推進,而且得到越來越多的業(yè)主支持。本項目基于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)全過程設(shè)計的技術(shù),比起傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計,其優(yōu)點明顯、效率也更高。首先它能快速建模,其次對于復(fù)雜的建筑它具有對施工圖快速修改和碰撞檢測的效果。
但這技術(shù)也不是沒有缺點的,它需要與其他結(jié)構(gòu)分析模型之間能夠無縫轉(zhuǎn)化,這樣效率才能提升,但目前因為BIM還處于發(fā)展階段,大部分結(jié)構(gòu)分析軟件還不能做到高效無縫轉(zhuǎn)換,這會使各大設(shè)計院或多或少存在一些困難。所以希望往后這一問題能夠得到完善。雖然缺點是有的,不過依然認為這種技術(shù)能夠吸引更多的設(shè)計院的大力投入,在不久的將來在房屋建筑這方面會越來越多人使用,然后再逐步運用在橋梁、道路等方面。
參考文獻:
[1]張建平.BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].施工技術(shù),2011
[2]王俊美.基于BIM技術(shù)的施工項目成本控制研究[D].沈陽建筑大學(xué)
[3]陳勇烽.BIM結(jié)構(gòu)信息化應(yīng)用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].福建建材,2016
[4]許成祥,何培玲.荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[M].北京大學(xué)出版社,2006
[5]王卓.房屋建筑學(xué).清華大學(xué)出版社,2012
作者簡介:
林建岳,1998-,漢族,廣東茂名人,學(xué)生,大學(xué)本科在讀,研究方向土木工程;
郭少雄,1996-,漢族,廣東汕頭人,學(xué)生,大學(xué)本科在讀,研究方向土木工程;
周旭銘,1997-,漢族,廣東揭陽人,學(xué)生,大學(xué)本科在讀,研究方向土木工程;
吳錫洪,1998-,漢族,廣東中山人,學(xué)生,大學(xué)本科在讀,研究方向土木工程;
肖新瑜(指導(dǎo)老師),1989-,女,廣東汕頭人,漢族,華南理工大學(xué)廣州學(xué)院土木工程學(xué)院教師,碩士,目前從事工程抗震研究。