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

文/陳曉平、盧嘉 重慶建筑工程職業(yè)學(xué)院 重慶 400030

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

文/陳曉平、盧嘉 重慶建筑工程職業(yè)學(xué)院 重慶 400030

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們的生產(chǎn)和生活都已經(jīng)離不開現(xiàn)代信息技術(shù)，它已然被應(yīng)用于各個(gè)不同的領(lǐng)域，建筑行業(yè)也不例外。在整個(gè)建筑工程的施工過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用，只有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既科學(xué)又合理，才能確保建筑工程的質(zhì)量達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，才能保證建筑的安全、穩(wěn)定性能。為了進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅可以提高建筑設(shè)計(jì)的安全性、可靠性和舒適性，并且對(duì)整個(gè)建筑工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)也更加經(jīng)濟(jì)，完工也更加迅速。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)；應(yīng)用

1、引言

BIM技術(shù)是一種數(shù)字化的三維建模手段，具有可視化的功能，利用數(shù)字化特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用。在電子模型中，該技術(shù)能夠儲(chǔ)存全面、完整的數(shù)據(jù)資料，將其應(yīng)用在建筑工程設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑領(lǐng)域的創(chuàng)新提供了相應(yīng)的技術(shù)支持，特別是近幾年BIM技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)專業(yè)、部門之間數(shù)據(jù)信息的共享，所以，在建筑行業(yè)中，設(shè)計(jì)人員、工程師、用戶均可以利用BIM技術(shù)來(lái)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)信息的交流，并利用其可視化模型的特點(diǎn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行真實(shí)的模擬和相關(guān)的分析。

2、BIM技術(shù)概述

在建筑形式和數(shù)量不斷增多的前提下，工程項(xiàng)目所涉及的信息量也越來(lái)越大。這些信息如果得到及時(shí)收集，并加以利用。不但能夠縮短工期，節(jié)約成本，提高施工質(zhì)量，還能夠更好地避免施工事故的發(fā)生，因此,信息技術(shù)在我國(guó)建筑工程中的優(yōu)勢(shì)非常顯著。現(xiàn)階段，我國(guó)還是應(yīng)該采取一定的措施更好地發(fā)展和推廣這項(xiàng)技術(shù)，這樣才能夠?qū)⒋思夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，技術(shù)人員應(yīng)該全方面、高效率地對(duì)BIM技術(shù)的核心技術(shù)原理進(jìn)行研究。

3、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的可視化

BIM技術(shù)是以三維模型技術(shù)為基礎(chǔ)，真實(shí)地展示建筑構(gòu)件的新興技術(shù)，它被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑工程領(lǐng)域。在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，CAD軟件無(wú)法將建筑結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息提供給用戶，而與傳統(tǒng)的CAD技術(shù)相比，BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段便可以實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體模型的構(gòu)建，從而為用戶對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和了解提供更為直觀的角度。很多大型的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用BIM可視化技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的演示，幫助用戶更深入地了解建筑結(jié)構(gòu)的尺寸、相符度等各項(xiàng)參數(shù)，確保設(shè)計(jì)單位選擇的設(shè)計(jì)方案是最優(yōu)的，符合用戶的需求和時(shí)代的發(fā)展。在觀測(cè)的過(guò)程中，還可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)中存在的設(shè)計(jì)漏洞，對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量有非常重要的意義。

3.2 建筑空間規(guī)劃

建筑設(shè)計(jì)的第一步，就是建筑空間的規(guī)劃。在選定建筑的建設(shè)地點(diǎn)之后，就可以開始對(duì)建筑空間進(jìn)行實(shí)地分析，該環(huán)節(jié)的重點(diǎn)在于對(duì)地形的勘察分析，尤其是對(duì)于一些地形較為復(fù)雜的情況，建筑基地地形分析至關(guān)重要。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行空間分析時(shí)，BIM技術(shù)的初步探索能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)工作開闊思路，其分析的內(nèi)容則包括了具體坡高、斜率、坡向等。例如，對(duì)于坡度的分析，可以首先利用GIS建模，模擬各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)。這樣，設(shè)計(jì)人員即可從不同的角度出發(fā)，生成一系列的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以供后期正式設(shè)計(jì)參考。在結(jié)束地形探索之后，即可開展建筑物空間規(guī)劃過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，建筑物的空間規(guī)劃中，BIM技術(shù)的可視化技術(shù)能夠得到良好的應(yīng)用，可以將建筑物的內(nèi)外空間完全以3D立體畫面展現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)人員即可對(duì)建筑的室內(nèi)、空間分割、道路等各個(gè)空間的布置進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，并利用BIM技術(shù)的調(diào)試功能，結(jié)合實(shí)際的影響因素進(jìn)行綜合參考，最終得到最佳的空間規(guī)劃模型。

3.3 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)信息模型中有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含了所有的設(shè)計(jì)信息，且所有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)都是相互關(guān)聯(lián)的，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)查找數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息來(lái)構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)的形體，并且在設(shè)計(jì)的過(guò)程中約束不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，確保BIM系統(tǒng)能夠及時(shí)有效地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新和維護(hù)。BIM技術(shù)之所以被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，是因?yàn)樗軌蜉敵龈哔|(zhì)量、高安全性、高可靠性的設(shè)計(jì)信息，對(duì)數(shù)字化工作的開展有極大的幫助。

3.4 應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)性能分析

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)性能的分析，往往需要花費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間，需要通過(guò)各種公式的計(jì)算，才能夠完成分析過(guò)程，且這種分析方式非常容易出現(xiàn)誤差，影響建筑結(jié)構(gòu)性能分析結(jié)果的可靠性。BIM技術(shù)則針對(duì)該分析要求，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的性能分析軟件，只需要將BIM模型相關(guān)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，即可快速且準(zhǔn)確地完成整個(gè)分析過(guò)程，并根據(jù)分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不足之處，給予及時(shí)改正。

3.5 應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的建模

當(dāng)前的建筑工程日益發(fā)展，工程規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，向著大跨度、大空間的趨勢(shì)發(fā)展，其中，以鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用最為顯著。建筑結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)的連接件、加強(qiáng)件布置等非常繁雜，因此給此種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)造成一定困難。但是，運(yùn)用BIM技術(shù)即可解決該問(wèn)題，BIM技術(shù)能夠自行對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的梁高進(jìn)行精確計(jì)算，針對(duì)所有的連接件實(shí)行專門設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化處理，并通過(guò)數(shù)據(jù)共享功能，完成對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中螺栓等連接件的數(shù)量、設(shè)置間距等的掌控，這樣，如果有構(gòu)建新連接件的需要時(shí)，設(shè)計(jì)人員只需調(diào)整相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可。對(duì)于加強(qiáng)件的設(shè)計(jì)，則可利用BIM技術(shù)繪制大樣圖，而設(shè)計(jì)人員只需參考設(shè)計(jì)位置，即可確定加強(qiáng)件的設(shè)置位置，從而避免鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

結(jié)語(yǔ)：

BIM技術(shù)的發(fā)展，在我國(guó)建筑行業(yè)引起重大的波動(dòng)，對(duì)我國(guó)目前的建筑行業(yè)所存在的問(wèn)題有重要的意義、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，還需不斷努力，做好人才培養(yǎng)，加強(qiáng)技術(shù)革新，為我國(guó)未來(lái)的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域做好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).實(shí)現(xiàn)從業(yè)人員的不斷探索和創(chuàng)新。

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[4]張海華.基于BIM技術(shù)的建筑環(huán)境性能分析與評(píng)估[D].武漢理工大學(xué),2014.

[5]劉柳.BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值研究[J].江西建材,2016,14:28.

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