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BIM中结构三维设计探索
2024.01.16

 

 

 

 

   BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立。在BIM里结构构件为一个三维实体,包含了截面尺寸和长度。还可以包括自身的混凝土等级、保护层厚度、配筋情况以及建造阶段等信息。

 

 

一、结构三维设计

 


   所有结构是三维实体,显示直观并可实时观察,让结构设计师能够观察结构空间形式、结构布置的合理性及结构细部构造特征,可很好地验证设计的准确性。三维模型与二维平面相关联,对一个构件的尺寸进行修改后,所有相应尺寸数据都会进行自动修改,可以大量减少重复修改的工作量,提高工作效率并减少遗漏,设计师可将更多精力专注于设计本身。


1、Revit自身提供了一个很丰富的族库,可以直接载入使用。除应用自身族库外,Revit提供的族编辑也能够让用户自由定义其他类型的族。能否根据需要灵活定义族是准确、高效完成项目的基础。


2、Revit软件本身不能进行结构计算分析,需要与第三方结构计算软件数据连接。Revit侧重于BIM建模,跨专业实现协调设计。通过模型互导,结构工程师在使用不同软件时可以极大的减少重复建模的工作量,从而提高工作效率并降低出错率。

 

3、平法是在二维图纸上表达钢筋信息一种简化,而钢筋信息是三维结构模型的组成部分。从二维平法抽象注释符号所表示的钢筋信息到三维模型中可存储和交换的数据形式,需要建立一个过渡来将他们联系起来。

 


二、结构三维设计参与协同设计

 


   协同设计是针对设计院专业内、专业间进行数据和文件交互、沟通交流等的协同工作。协同作业是针对项目业主、设计方、施工方、监理方、材料供应商、运营商等与项目相关各方,进行文件交付、沟通交流等的协同工作。


1、协同设计实施方面


   每个工程到每个子项都需要公司多个设计部门的通力合作。一些复杂的厂房除工艺设备外,还包括给排水设备、通风除尘设备、三电设备以及相应的管道线路等。由于受空间、结构形式及结构件断面尺寸的限制,各种管道及附属设备的布置需要设计人员花费大量的时间核对柱梁板及相关管道的尺寸信息和它们之间的空间关系。


(1)可以进行直观的三维浏览并读取构件信息,从而帮助其它非结构专业理解结构图纸。以往图纸会审时都是各专业设计人员拿着各自的图纸进行沟通,相比而言,在一个综合BIM模型下进行讨论沟通效率会更高。


(2)参与网络化的协同设计三维协同设计一般有两种方案:一种是使用工作集功能。所有的项目人员通过使用工作集,在同一个模型下,一次输入多次利用数据。每个人员只对自己专业负责的内容有读、写的权限,对其它专业参与人员负责的部分只有读的权限。另一种是链接功能。各专业在自己独立的模型中进行设计,但可以随时将其它专业的模型链接进自己的模型来参考。


(3)结构bim模型为各专业提供了精准、真实的结构梁柱、墙板、设备基础和支架等信息。在此基础上,工艺设备、管道线路布置确定后,各专业工程师在建模过程中,使用Revit软件自身的“碰撞检查”命令,可以进行碰撞检查并实时调整模型。解决结构与工艺专业间的结构件与设备、管线的碰撞,结构件与建筑的门窗、楼梯碰撞,水暖电管线之间的碰撞等问题。

 


2.协同作业实施


   三维协同作业技术可实现建筑项目全生命周期的信息构建,增强项目各相关方的信息共享。基于协同设计的模型成果,项目建设方、设计方、施工方、监理方、使用方等都能比较直观地掌握项目的全貌。


(1)可视化BIM结构模型利用结构三维模型可视化,总包项目部在未施工前就可以对建筑结构布置一目了然。由于工程对施工进度要求越来越高,总承包单位可以利用BIM模型合理形象的制定施工顺序和进度安排。


(2)可使用可视化的BIM模型对施工单位进行交底,对建筑的重点和难点部位,还可以进行复杂节点深化设计并提供大样图,协助施工单位制定施工措施。可视化BIM模型降低了非专业人员对项目的理解难度,提升了不同专业间、不同参与方的项目协同能力。


(3)总承包单位需要对现场各种工程量进行统计,控制造价。应用信息化模型中自动统计的工程量表格,如土建工程量(混凝土、型钢、钢彩板量等)、建筑门窗明细表等都可用于成本估算、工程量预算及工程量决算,从而帮助总包项目部合理控制工程量。

 

 

 


   当前,BIM技术和思想已经开始慢慢在建筑行业中兴起,在工程中以可视化的信息模型为主导,应用于设计、施工的全过程,起到主导设计、精确施工、无缝衔接的作用;将二维的图纸以三维实体的形式展示,丰富图纸表达深度,提高生产效率,最终实现节约总体成本的目标。

 

 

 

 

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