BIM在结构工程中的应用

在本期 Dlubal 播客中，我们介绍了 BIM 在结构设计中的开创性主题。

在这里您可以收听完整的剧集： #001 BIM 在结构工程中的应用

BIM - 它的背后是什么？

BIM是建筑信息模型的全称，是建筑数字化的缩影。 它是一种施工或规划方法，通过该方法，人们可以借助数字建筑模型管理项目的中心信息。 它在结构设计中也起着重要作用。 当建筑师创建一个 3D 模型时，它会传递给所有相关人员，然后可以立即用于结构设计。

网络是重点： BIM 模型作为一个中央数据中心，用于收集、构建和分发所有建筑数据。 参与施工的每个人都可以在建筑物的整个生命周期内访问这些数据。

BIM 提供了巨大的机遇，但也带来了一些挑战。

建筑师和结构工程师之间的合作

传统上，建筑师将其平面图以 PDF 或类似格式提交给结构工程师，然后由他们创建结构模型。 结构工程师使用它来计算结构模型。 对于 BIM，数据的顺利交换尤为重要。 如果结构工程师可以访问建筑师'的 BIM 模型，那么他必须从大量数据中筛选出所有与静力相关的对象，然后将它们用于计算，这意味着额外的工作。 工作方式的一个重要区别是，建筑师使用物理结构模型，而结构工程师使用理想化的分析模型。 建筑师将建筑物建模为具有长度、宽度和高度或厚度尺寸的实体对象。 结构工程师有 z。例如，板只有一个面，柱子只有一个杆件。

其目的是让建筑软件直接加载静态系统，并在某些情况下自动创建它们。 理想情况下，荷载也包括在内。 作为用户，结构工程师必须熟悉结构分析和计算程序，以便检查错误。

BIM - 优势和要求

BIM在德国尚未得到广泛应用。 造成这种情况的原因之一是建筑和结构工程部门之间的数据交换缓慢且不充分，因为建筑师不需要继续为结构工程师提供有用的模型。 此外，建筑师无法知道哪些承重构件对于相应的结构工程师是重要的。

现在，有限元分析经常被用于结构计算。 FEM 是 Finite Element Method 的缩写，是一种用于计算结构的数值逼近方法。 在导入建筑师的 BIM 模型时，通常需要进行手动返工。 结构工程师经常使用与模型中使用的不同的分析系统。 在最坏的情况下，建筑师和结构工程师的 BIM 模型之间的距离越来越远，这可能意味着无法正确分配或很难分配组件。 如果要对可见的模型进行更改，则会出现问题。

在某些 BIM 工具中，您可以添加荷载假设和荷载工况。 荷载工况例如是B。在天气情况下，风或雪对结构的影响。 它们会产生添加到结构体系中的荷载。 对于结构工程师来说，最重要的计算结果是内力、变形和应力，它们可以用来对相应的材料进行设计。 计算应始终在相应的结构分析程序中进行，因为它们是专门为此设计的。 计算完成后，结构工程师会判断是否需要更改，并通知建筑师。

但是，如果您对原始 BIM 模型进行了更改，然后必须进行同步，会发生什么情况？ 在这种情况下，必须获得负责员工的某些规定和批准。 应该确定可以在何时何地进行更改。 通过工作人员和程序之间的沟通来调整项目的当前状态。

程序之间如何通信？

典型的交换场景有以下三种：

a) 从建筑师到结构工程师的文件的经典模拟传输，包括 PDF 等。

b) 专门为建筑行业设计的文件格式，例如B. IFC 文件。 IFC 是 Industry Foundation Classes 的缩写，是一种独立于制造商的文件格式，用于交换建筑和项目信息。

c) 两个不同的程序直接耦合，建筑程序与相应的结构分析程序进行双向数据交换。

IFC 包含坐标视图，在该视图中，结构的几何形状是根据实体模型进行描述的。 另一方面是结构分析视图，在该视图中以理想的方式传输和导入静力学对象。 在这里您还可以看到节点、支座和荷载。 因此，对于 BIM 来说，每个程序都可以读取和输出哪些视图是非常重要的。

结论

BIM 3D模型对于结构工程师来说也很有帮助，因为它们使复杂的结构更容易理解，并且可以使用数据传输来快速创建分析模型，从而节省大量时间。 需要注意的是，BIM 模型和分析模型通常不同，因此需要检查。

使用 BIM 需要对所有规划阶段都有广泛的了解。 所有相关方也必须准备好重新思考传统的分工，共同努力，并将规划任务理解为团队合作。

在 BIM 流程的开始阶段，我们还需要进行一些额外的工作，因为所有内容都必须经过仔细建模，以便其他人也可以使用该模型。 但是，最终可以在成本和时间方面节省并获得更好的规划结果，因为所有内容都记录在案，并且每个人都可以一起工作。

结构工程是 BIM 的一个很小但重要的部分，因此结构工程软件支持 BIM 非常重要。 它必须提供各种交换场景并提供各种导入和导出选项。 德儒巴软件已经适应了基于 BIM 的交换过程，并提供了多种接口，并且可以直接链接到各种建筑程序。

BIM的优势远不止这些。 尽管 BIM 还处于起步阶段，尤其是在德国，但它在未来的建筑行业中肯定会拥有一定的发言权。