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BIM怎么画钢结构?BIM如何用于钢结构设计之中?

发布于:2021-11-12
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在信息技术不断发展的今天,建筑行业已经有了翻天覆地的变化,尤其是在钢结构设计,传统的工作路程和信息传输技术已经不能满足当今时代的发展。在这样的背景下,BIM技术的成功应用在钢结构设计中,不仅提高了钢材行业的数字化程度,具有更高效率的信息共享资源,这一技术在信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等方面都有着其优势。

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BIM技术在钢结构设计中具体应用

实现钢结构设计的可视化

使用BIM技术进行建模,可以清楚地绘制出需要的建筑物结构,因此在钢材设计时,可以很好的匹配工程项目设计的需求,钢结构设计也能实现可视化。这种三维技术可以直接进行碰撞检查,模拟实际施工情况,及时发现误差,减小出现事故的可能性。结构组件检索的可视化能力进一步提高,在提取钢结构模型的基础上实现。这使得结构工程师在模型中搜索并选择特殊的结构元素,从而进行定量分析,精准的把握钢结构的设计要求。

此外,通过三维渲染动画效果,可以逼真的模拟出所有环境,特别有利于钢结构各材质进行定性分析,极大的提高了作业图纸以及现场焊接工作的成功率,同时钢结构作为精密度要求较高的建筑材料,需要结构工程师把控好钢结构设计的重点以及需要注意的事项,单纯的依靠大脑无法记住所有要点,BIM技术在钢结构设计中实现可视化,有效的避免设计过程中出现的人为错误。所以BIM技术可以通过事物建模将其钢筋的放置、材质的模型以及放置角度完美的呈现给设计者,实现模型的可视化。

在钢结构建模中的应用

现代建筑工程项目中大量使用钢材,但是钢的结构设计比较复杂,特别是大量钢材进行连接时,重要部分的受力分析变得更加复杂,不仅要考虑钢材的正常衔接还有配件加入之后的使用效果都需要进行考虑,一个小误差的出现往往就会导致建筑安全性收到威胁。

在钢的参数共享时,也可以应用BIM系统,在螺旋的数量以及间距中,只需要利用BIM技术调节参数就可以,设计人员只需要大致画出连接件的位置就可以。以3D结构代替实际物理结构,将钢筋属性用详图表示出来,精确得到钢筋的物理结构,并且对于复杂的连接处,可以进行放大处理,避免钢筋重叠碰撞带来的结构不牢靠风险。

在构建关联性结构模型中应用

在关联性结构模型的构建过程中,需要注意的事项比较多,在传统的CAD绘图时代,所有设计人员都要对关联性进行总结,解决对称关联性方面隐藏的问题。在BIM技术应用之后,在3D模型中,能够直接展示出对称关联和不对称关联,大大减少了工作量。通常,钢材结构都要进行耐压、耐腐蚀等方面的考虑,国家也有相应标准对钢材进行考核。传统的结构性能分析都要大量工程人员进行,并且需要投入的配套设施耗资大,时间长,并且不能很好的保证误差在合理范围内,极大的拖延了设计的工作进度。

大型钢结构工程项目中应用

我国在设计家会展中心时,室内室外展示面积巨大,工程量非常大,各种设计结构十分复杂,对于钢结构要求过高,不同楼层需要的钢材有所不同,依靠CAD二维绘图根本无法及时完成任务。因此,设计部门开始考虑使用BIM技术,首先对会展中心主体部分进行3D建模,然后将主体部分与其他各个专业分别建好的模型进行对接,尤其是钢材在各个建筑位置的配合效果,在得到的完整模型中进行排查隐患,查找问题,确认方案是否可行,直到最后施工完成,未出现结构方面的问题。BIM技术能够很好地较少返工现象,缩短工期,将设计好的钢结构完美的应用到大型建筑项目中。

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BIM技术在钢结构设计中的应用流程及效果

钢结构设计中的施工工艺

钢材作为建筑工程的主要材质,设计要点以及工艺流程需要根据钢材的应用场所而定,大致可以将钢结构设计分成使用环境及结构选型。首先需要判断设计的钢结构是否满足使用环境,不同楼层的建筑物对于钢材的要求不一致,钢结构作为支撑高层建筑物承重量的关键,所以需要硬度强、耐腐蚀性好、抗干扰能力强的材质。并且在结构选型过程中需要了解不同材质的特点,尤其是设计的初级阶段,“概念设计”是钢结构设计的关键所在,设计工程师需要结合钢材的整体特性以及使用过程中的配合效果进行设计。需要做的技术准备工作为图纸会检→技术交底→机具准备→构件进场、验收及堆放。

应用难点

由于钢结构建筑在我国是一种新兴技术,所以在设计质量、设计人员等方面的技术还不够成熟,缺少专业的指导。在前期钢结构设计方案的提出后,有可能出现一系列不能达到预期效果的问题,这就需要在后期各部门之间不断地沟通、完善最后达成一致,在此之后,还需将调整方案一层一层传达到下一部门。

BIM建模后形成的效果

(1)钢结构BIM三维实体建模的实质是计算机预装配和实现“所见即所得”的过程。首先,通过三维实体建模,将钢筋、装饰材料的连接、螺栓焊缝等信息全部输入到整个模型中,BIM三维实体模型与未来建筑的实际情况完全一样。拉拔中的所有尺寸,包括杆的长度,横截面尺寸和杆的相交角,都包括在拉深图中。

(2)通过建立实体模型,可以在模型中任意旋转和查看材料的特性,也可以任意生成任意截面,软件可以自动对撞和校核,解决了结构与结构、结构等专业碰撞的问题。

(3)通过建模,解决了节点布置和不规则装饰材料设计的问题。

(4)在施工过程中可以将更多的能量集中在现场的关键部位,对其进行超前控制和严格控制。

作者:周瑜 江西新钢设计院

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