探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

劉海云 閆衛(wèi)金

（廣州軍區(qū)空軍勘察設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510052）

在建筑領(lǐng)域，新型技術(shù)不斷涌現(xiàn)，CAD技術(shù)作為當(dāng)前建筑領(lǐng)域中較為先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)發(fā)回了巨大的作用，而繼該技術(shù)后，建筑信息模型技術(shù)，即BIM技術(shù)成為建筑領(lǐng)域中又一創(chuàng)新性的技術(shù)，為建筑領(lǐng)域的騰飛提供了新的平臺(tái)。國(guó)際中很多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注并推廣該技術(shù)，美國(guó)已經(jīng)有超過(guò)一半的建筑企業(yè)在使用BIM技術(shù)。并且隨著該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，包括建筑行業(yè)中的設(shè)計(jì)、深刻以及預(yù)算、管理都將被全面整合。

1 BIM技術(shù)概述

建筑工程在現(xiàn)代不斷的發(fā)展，其規(guī)模不斷的擴(kuò)大，人們對(duì)于建筑物的要求不僅僅在于功能方面，建筑物結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，體型也越來(lái)越多樣化，因而工程項(xiàng)目中涉及的信息量也越來(lái)越大。這些信息作為建筑企業(yè)重要的資源，如果能夠加以利用，不但能夠縮短工期，節(jié)省開(kāi)支，還能夠保證施工質(zhì)量、避免安全事故的發(fā)生。所以，信息技術(shù)開(kāi)始在建筑工程中展現(xiàn)巨大的優(yōu)勢(shì)，得到了建筑行業(yè)的一致肯定。如何才能夠科學(xué)迅速的處理建筑工程中的各類信息，控制成本并安排工期，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)的發(fā)現(xiàn)失誤以及不當(dāng)，避免對(duì)整個(gè)工程的影響就顯得尤為重要?；诖耍槍?duì)整個(gè)建設(shè)施工過(guò)程的全面信息管理便成為了當(dāng)代建筑企業(yè)不可或缺的內(nèi)容。作為整個(gè)工程信息源頭，建筑設(shè)計(jì)具有核心地位，也是BIM技術(shù)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。作為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的革命性技術(shù)，BIM技術(shù)使得設(shè)計(jì)從二維向三位方向轉(zhuǎn)變，同時(shí)作為整個(gè)建筑行業(yè)的信息革命，BIM正展現(xiàn)出無(wú)與倫比的生機(jī)活力。

2 BIM的概念

（1）BIM技術(shù)是近年來(lái)才出現(xiàn)的一個(gè)新興的技術(shù)，其定義為：創(chuàng)建并利用數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)管理的過(guò)程。該技術(shù)的應(yīng)用不但加強(qiáng)了建筑行業(yè)的繼承性，同時(shí)也提高了企業(yè)的效益。對(duì)于工程的設(shè)計(jì)、施工乃至成本控制盒管理工作都有著巨大的影響，進(jìn)一步推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。

（2）該技術(shù)通過(guò)仿真模擬技術(shù)，將建筑物所有的信息進(jìn)行模擬，以幾何形狀的方式進(jìn)行視覺(jué)模擬。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)建立起一個(gè)完整的虛擬建筑，該虛擬模型，提供了一個(gè)單一完整的邏輯信息庫(kù)。

（3）通過(guò)計(jì)算機(jī)三維模型，BIM技術(shù)形成了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，不但包含了設(shè)計(jì)信息，同時(shí)還能夠容納整個(gè)建筑施工的整體信息，，并將各種信息放入三位模型中，形成完整的數(shù)據(jù)庫(kù)。并持續(xù)的提供信息的更新，即對(duì)設(shè)計(jì)范圍以及成本信息和建設(shè)進(jìn)度等信息的更新，以此對(duì)各類信息進(jìn)行分析整理以及協(xié)調(diào)。

（4）在BIM技術(shù)中，信息需要人員可以通過(guò)數(shù)字環(huán)境對(duì)其中的信息進(jìn)行訪問(wèn)，獲得最新的可靠信息，是的工程參與人員都能夠清晰的認(rèn)識(shí)項(xiàng)目的最新?tīng)顩r，提高建筑設(shè)計(jì)、施工以及管理的工作效率，同時(shí)完成各方面工作的協(xié)調(diào)，加快工程進(jìn)度，提高決策質(zhì)量，使得建筑企業(yè)獲得更大的效益。

（5）BIM技術(shù)主要被應(yīng)用與設(shè)計(jì)、管理以及施工建設(shè)，通過(guò)數(shù)字化的方式BIM同時(shí)又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，該方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率和減少風(fēng)險(xiǎn)。

（6）通過(guò)集成整個(gè)項(xiàng)目周期的管理環(huán)境，BIM技術(shù)包含了相關(guān)數(shù)據(jù)模型以及幾何圖形細(xì)心，除此之外還對(duì)項(xiàng)目相關(guān)管理行為進(jìn)行了模擬，并賦予相關(guān)數(shù)據(jù)以意義，所以可以通過(guò)BIM的模擬性對(duì)真實(shí)建筑狀況內(nèi)進(jìn)行模擬體現(xiàn)，例如建筑結(jié)構(gòu)的安全狀況、應(yīng)力狀況以及傳熱狀況。

（7）BIM技術(shù)可以對(duì)建筑項(xiàng)目的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)應(yīng)用，并且這種應(yīng)用時(shí)連續(xù)的，通過(guò)這種技術(shù)，對(duì)高質(zhì)量、高可靠性的信息進(jìn)行利用，即通過(guò)高集成度的協(xié)調(diào)運(yùn)作，提高工程整體效率，并且是促進(jìn)工程質(zhì)量提高以及設(shè)計(jì)水平提升的又一助力，而且可以進(jìn)一步減少建筑成本。不但能夠提高施工速度，同時(shí)還能在保證質(zhì)量的前提下節(jié)約成本，通過(guò)工種之間密切的配合，減少錯(cuò)誤以及風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)幾率，從而為整個(gè)工程建設(shè)施工提供良好的施工環(huán)境。

3 設(shè)計(jì)理念

3.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)

參數(shù)化設(shè)計(jì)從實(shí)質(zhì)上講是一個(gè)構(gòu)件組合設(shè)計(jì)，建筑信息模型是由無(wú)數(shù)個(gè)虛擬構(gòu)件拼裝而成，其構(gòu)件設(shè)計(jì)并不需采用過(guò)多的傳統(tǒng)建模語(yǔ)言，如拉伸、旋轉(zhuǎn)等，而是對(duì)已經(jīng)建好的構(gòu)件（稱為族）設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，并使參數(shù)可以調(diào)節(jié)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)構(gòu)件形體發(fā)生改變，滿足設(shè)計(jì)要求。參數(shù)化設(shè)計(jì)更為重要的是將建筑構(gòu)件的各種真實(shí)屬性通過(guò)參數(shù)的形式進(jìn)行模擬，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。在建筑信息模型中，建筑構(gòu)件并不只是一個(gè)虛擬的視覺(jué)構(gòu)件，而是可以模擬除幾何形狀以外的一些非幾何屬性。對(duì)參數(shù)定義屬性的意義在于可進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)和分析，如材料表統(tǒng)計(jì)，在建筑信息模型中是完全自動(dòng)化的，而參數(shù)化更為強(qiáng)大的功能是可進(jìn)行結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、疏散等方面的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，甚至可以進(jìn)行建造過(guò)程的模擬，最終實(shí)現(xiàn)虛擬建造。

3.2 構(gòu)件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)

構(gòu)件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)是參數(shù)化設(shè)計(jì)的衍生。當(dāng)建筑模型中所有構(gòu)件都是由參數(shù)加以控制時(shí)，若將這些參數(shù)相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，就實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)。換言之，當(dāng)工程師修改某個(gè)構(gòu)件，建筑模型將進(jìn)行自動(dòng)更新，而且這種更新是相互關(guān)聯(lián)的。如遇到修改幕墻分格，在建筑信息模型中，只要修改分格的數(shù)值，所有的墻、柱、窗、門都會(huì)自動(dòng)發(fā)生改變，因?yàn)檫@些構(gòu)件的參數(shù)都與分格相關(guān)聯(lián)，而且這種改變是三維的，并且是準(zhǔn)確和同步的，無(wú)須再去分別修改平立剖。關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)不僅提高了工程師的工作效率，而且解決了長(zhǎng)期以來(lái)圖紙之間的錯(cuò)、漏、缺問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)的建筑行業(yè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用還處于發(fā)展階段，還未形成一定的規(guī)模，隨著該技術(shù)的發(fā)展，日后必然會(huì)成為設(shè)計(jì)施工以及后期建筑運(yùn)營(yíng)中使用最為廣泛的工具。當(dāng)前我國(guó)的BIM技術(shù)已經(jīng)具有了初步的系統(tǒng)化環(huán)境，項(xiàng)目流程的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題以及法律問(wèn)題均具有相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案，所以當(dāng)前最重要的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)是BIM模型的提供以及數(shù)據(jù)的審核、集成，從而更好的保證數(shù)據(jù)的一致性、合理性以及準(zhǔn)確性。

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