BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖教學(xué)中的應(yīng)用

徐濤　趙麗　趙程程　孫旭杰

【摘 要】 建筑結(jié)構(gòu)與識圖在建筑工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)中是一門重要的基礎(chǔ)課程，其主要內(nèi)容有學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)造，對結(jié)構(gòu)施工圖的識讀能力等。而施工圖的識讀是這門課程中對學(xué)生最為重要的知識點(diǎn)，這也是在建筑工程中一個施工員的基本能力。因此，如何讓學(xué)生能夠?qū)W好識讀施工圖是每一位教授建筑結(jié)構(gòu)與識圖課程的老師的基本責(zé)任，同時也是體現(xiàn)該課程教學(xué)效果的關(guān)鍵之處。

【關(guān)鍵詞】 BIM技術(shù)；混凝土結(jié)構(gòu)施工圖；平法識圖教學(xué)

【中圖分類號】G64.26 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-00-02

1 引言

當(dāng)前，對施工圖的識讀方法基本采用平面整體表示法，即平面識圖法。2D的施工圖過于抽象，對于在校學(xué)生，絕大部分都沒有接觸過實(shí)際工程，所以在教學(xué)中使用2D平面施工圖很難讓學(xué)生真正讀懂建筑結(jié)構(gòu)。這是老師在教學(xué)中遇到了很大的困難，因此必須采取有效措施使學(xué)生能夠理解結(jié)構(gòu)施工圖，讓教學(xué)質(zhì)量得到提高。因此，可以將BIM技術(shù)作為輔助教學(xué)方式應(yīng)用在平法識圖教學(xué)當(dāng)中，讓廣大學(xué)生對2D平面施工圖進(jìn)行3D立體轉(zhuǎn)換。

2 BIM技術(shù)的基本原理

2.1 BIM的基本含義

BIM，Building Information Modeling，翻譯成中文即建筑信息模型，被譽(yù)為建筑工程方面劃時代的技術(shù)突破。它是通過仿真模擬建筑物本身的真實(shí)信息而獲到的全部數(shù)字信息的總和。一般在通過建立一個虛擬的建筑，在實(shí)施實(shí)際項(xiàng)目之前，通過在虛擬建筑上的分析模擬，獲取最優(yōu)方案，因此提高工作效率，防止現(xiàn)場出現(xiàn)狀況。它具備了可視化，模擬化，協(xié)同性和可出圖這幾大優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f建筑信息模型不但是單單將數(shù)字信息進(jìn)行集成，而是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，它將工程設(shè)計(jì)，施工管理，后期維護(hù)這些過程進(jìn)行了多方協(xié)同，讓建筑工程得以集成管理。應(yīng)該說，BIM是一個7D結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，它甚至可以將數(shù)據(jù)具體到一個構(gòu)件或是一種材料。通過BIM信息模型技術(shù)的應(yīng)用可以避免可能導(dǎo)致工期延遲的各種問題，讓建筑工程在其整個進(jìn)程中明顯提高效率、大幅降低風(fēng)險。

2.2 BIM的實(shí)質(zhì)

BIM的實(shí)質(zhì)就是一個7D結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，BIM是使用數(shù)字形式將建筑工程的物理特性和功能特性表達(dá)出來，其表現(xiàn)的具體形式為數(shù)字化模型。以BIM技術(shù)為平臺，注重多方協(xié)同，而不是簡單的視為技術(shù)軟件，BIM技術(shù)的應(yīng)用使傳統(tǒng)建筑行業(yè)在管理和技術(shù)方面。

3 平法識圖的內(nèi)容分析及優(yōu)點(diǎn)

3.1平法識圖的內(nèi)容分析

在對平法識圖教學(xué)問題分析過程中，了解平法識圖的主要內(nèi)容，把握其內(nèi)涵，對于促進(jìn)教學(xué)工作發(fā)展來說，起到了十分積極地意義。平法識圖的內(nèi)容主要涉及到了以下兩點(diǎn)：

第一，平法識圖應(yīng)用過程中，需要對制圖規(guī)則問題進(jìn)行把握，保證制圖能夠嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。平法識圖主要涉及到了柱平法施工圖制圖規(guī)則、有梁樓蓋平法施工圖制圖規(guī)則等內(nèi)容。在對其應(yīng)用過程中，需要對構(gòu)件的實(shí)際情況進(jìn)行把握，例如構(gòu)件的橫截面大小、尺寸、配筋情況等。

第二，平法施工圖應(yīng)用過程中所涉及到的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造圖。在進(jìn)行施工過程中，考慮到實(shí)際情況，需要繪制不同的施工圖紙，并且施工圖紙需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行變化，以滿足實(shí)際施工需要。同時，在施工過程中，還需要考慮到構(gòu)造節(jié)點(diǎn)等相關(guān)內(nèi)容，保證平法施工圖繪制具有較好的效果，能夠促進(jìn)工程建筑的發(fā)展。

結(jié)合上述分析來看，平法識圖在當(dāng)下得到了廣泛地應(yīng)用，針對于這一發(fā)展形勢，為了更好地促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展，必須注重加強(qiáng)平法識圖教學(xué)工作，將BIM技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，促進(jìn)平法識圖知識能夠被學(xué)生更好地理解和掌握，這樣一來，才能夠?yàn)榕囵B(yǎng)建筑人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.2平法識圖的優(yōu)點(diǎn)

平法識圖在應(yīng)用過程中，具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，在對其進(jìn)行教學(xué)過程中，就需要對平法識圖的技術(shù)優(yōu)勢有一個明確的認(rèn)知，這樣一來，在實(shí)際教學(xué)過程中，才能夠把握教學(xué)要點(diǎn)，更好地對BIM技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用。平法識圖的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，平法識圖在應(yīng)用過程中，制圖原則具有統(tǒng)一性，能夠以規(guī)劃化的制圖應(yīng)對工程建設(shè)問題，這在很大程度上簡化了配筋圖的制作方法，有效提升了圖紙制作的效率性和可靠性。

第二，混凝土結(jié)構(gòu)的平法識圖應(yīng)用，對原有的截面配筋圖進(jìn)行改善，能夠使配筋圖更加直觀、明了，在實(shí)際應(yīng)用過程中，具有更好地效果。平法識圖的應(yīng)用，能夠使圖紙內(nèi)容更加直觀，利用圖紙進(jìn)行施工過程中，可以有效地保證施工質(zhì)量，滿足工程建設(shè)發(fā)展需要。

第三，平法識圖的應(yīng)用，以“標(biāo)準(zhǔn)化”的識圖模式對圖紙內(nèi)容進(jìn)行分析，能夠?qū)κ┕さ拇罅啃畔⑦M(jìn)行把握，這樣一來，有利于生產(chǎn)管理專業(yè)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，從而在管理過程中，也變得更加方便。

4 BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖教學(xué)中的優(yōu)勢

首先，BIM技術(shù)是利用三維模式建模，建筑結(jié)構(gòu)清晰明了，同時可以全方位的觀察建筑的各個部位。這樣在觀察過程中能夠及時修改錯誤的地方，修改后還可以繼續(xù)觀察。通過BIM技術(shù)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)不僅可以得到良好的立體效果，而且節(jié)省了大量的修改和重新繪制的時間，這是2D平面圖不能到達(dá)的能力。BIM技術(shù)對計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行了有效應(yīng)用，可以更好地對平法識圖教學(xué)過程中的難點(diǎn)、重點(diǎn)進(jìn)行把握，學(xué)生在對平法識圖問題分析過程中，可以利用BIM技術(shù)對其進(jìn)行簡明扼要的表述，有利于加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和掌握。同時，BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖教學(xué)中應(yīng)用時，能夠?qū)D紙信息進(jìn)行清晰的表述，并通過計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，根據(jù)教學(xué)需要，對圖紙重要信息進(jìn)行展示，以滿足實(shí)際教學(xué)需要。

其次，BIM技術(shù)除了可以進(jìn)行三維建模外，還具有其他更高級的功能。它可以模擬建筑的能量損耗過程，對日照進(jìn)行可持續(xù)性的仿真。這些功能可以對建筑工程的綠色環(huán)保，節(jié)能降耗方面有很大的幫助。當(dāng)然，BIM技術(shù)雖然有如此這些強(qiáng)大的功能，但對于僅僅接觸過初級建筑結(jié)構(gòu)模型的學(xué)生來說，熟練掌握BIM技術(shù)是有很大的困難的，IBM技術(shù)剛剛興起，許多大學(xué)并沒有開設(shè)相關(guān)課程，成熟的教學(xué)方法也沒有建立，如果僅靠學(xué)生通過書籍，視頻自學(xué)，也會對學(xué)生帶來學(xué)業(yè)上壓力。即使學(xué)生通過自學(xué)掌握了BIM技術(shù)，也僅僅停留在初級階段。如何在實(shí)際工程建筑中應(yīng)用是當(dāng)下教學(xué)面臨的一個很棘手的問題。不過，毫無疑問，讓學(xué)生了解BIM技術(shù)，認(rèn)識到BIM技術(shù)在建筑工程上的重要作用是很重要的。未來建筑行業(yè)的發(fā)展是離不開BIM技術(shù)的，讓學(xué)生在在校期間能過掌握相關(guān)技術(shù)，也會為學(xué)生今后在職場發(fā)展提供幫助。

5 BIM技術(shù)教學(xué)的應(yīng)用

BIM技術(shù)的出現(xiàn)讓建筑行業(yè)進(jìn)入了3D時代。越來越多的大學(xué)開始開展與BIM技術(shù)相關(guān)的研究，美國大部分高校已經(jīng)將BIM理論帶到課程教學(xué)中，在中國，清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等高校開設(shè)了BIM技術(shù)研究與教學(xué)，四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院、河北建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院和黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院等具有代表性的建筑類高職院校也準(zhǔn)備開展BIM課程和相關(guān)課程的研發(fā)，同時也對BIM技術(shù)實(shí)踐教育的建設(shè)投入了資金。

5.1 BIM技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)過程中存在的問題

BIM技術(shù)在當(dāng)下教學(xué)發(fā)展過程中雖然得到了有效的應(yīng)用，但是結(jié)合現(xiàn)階段應(yīng)用情況來看，BIM技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)工作，仍然存在諸多問題，這些問題主要體現(xiàn)在了以下幾點(diǎn)：

首先，在教學(xué)過程中，對教學(xué)內(nèi)容的把握存在一定的問題，BIM技術(shù)與實(shí)際教學(xué)內(nèi)容的“契合性”，存在一定的差異。混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖教學(xué)過程中，要區(qū)分教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，通過利用BIM技術(shù)，對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)表述，讓學(xué)生可以借助于BIM技術(shù)，對重難點(diǎn)知識進(jìn)行理解。但是在實(shí)際教學(xué)過程中，教師無法對BIM技術(shù)進(jìn)行較好的應(yīng)用，難以對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行把握，沒有將BIM技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮出來。

其次，傳統(tǒng)觀念仍舊存在，限制了BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖教學(xué)中的應(yīng)用。雖然BIM技術(shù)在教學(xué)過程中發(fā)揮了重要作用，各個高校也在大力推廣這一技術(shù)手段的應(yīng)用，但是由于傳統(tǒng)觀念影響，教師依舊采取傳統(tǒng)的教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果較差的問題存在。

最后，在教學(xué)過程中，教師自身能力有限，對BIM技術(shù)把握存在一定的問題，從而限制了這一技術(shù)手段在實(shí)際教學(xué)過程中，不能很好地發(fā)揮作用。BIM技術(shù)應(yīng)用于混凝土平法識圖中，屬于一種新技術(shù)手段，一些院校缺乏對教師的培訓(xùn)工作，導(dǎo)致教師本身對這一技術(shù)手段把握較差。在利用BIM技術(shù)過程中，不能夠很好地把握這一軟件的功能，從而影響到了實(shí)際教學(xué)效果。

5.2 BIM技術(shù)應(yīng)用發(fā)展建議分析

BIM技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用還是處在初級階段，同時面臨著許多困難。所以我建議高校應(yīng)該加大對BIM技術(shù)的普及力度，提高學(xué)生的認(rèn)識?？梢匝圔IM專家或是設(shè)計(jì)院，本專業(yè)就業(yè)方向的工程師，對學(xué)生開展BIM知識講座，討論BIM技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用，讓學(xué)生了解掌握BIM技術(shù)對今后就業(yè)發(fā)展的重要性，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。另外，應(yīng)該將BIM技術(shù)融入更多的專業(yè)課程當(dāng)中，提高教師對BIM技術(shù)的研發(fā)，通過出臺相關(guān)激勵政策，引導(dǎo)教師投入更多的精力在教學(xué)中引入BIM技術(shù)。關(guān)于BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖中的應(yīng)用，可從以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮：

第一，注重對混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖教學(xué)主要內(nèi)容進(jìn)行把握，將BIM技術(shù)與課程重點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，通過對重點(diǎn)內(nèi)容的有效表述，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和掌握。這一過程中，教師要尊重學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，使其更好地對平法識圖的知識點(diǎn)進(jìn)行把握，并能夠?qū)⒅畱?yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中。

第二，平法識圖教學(xué)過程中，要注重革新傳統(tǒng)觀念，使教師意識到BIM技術(shù)應(yīng)用的重要性。這一過程中，要積極的對原有的教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，將BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖教學(xué)中得到有效利用，從而發(fā)揮這一技術(shù)手段的功能和作用，提升學(xué)生能力。

第三，校方要加強(qiáng)對教師的培養(yǎng)工作，提升教師對BIM技術(shù)的應(yīng)用水平。在實(shí)際發(fā)展過程中，要加強(qiáng)引進(jìn)BIM技術(shù)教學(xué)專家，對教師進(jìn)行有效指導(dǎo)，使他們能夠了解到BIM技術(shù)的應(yīng)用方法，對教師應(yīng)用BIM技術(shù)過程中存在的問題進(jìn)行認(rèn)真解答，提升他們的實(shí)踐能力。同時，教師要對BIM技術(shù)的應(yīng)用予以足夠的重視，在培訓(xùn)期間能夠認(rèn)真的學(xué)習(xí)，對BIM技術(shù)內(nèi)涵進(jìn)行理解和把握，充分發(fā)揮BIM技術(shù)在平法識圖教學(xué)過程中的作用，切實(shí)促進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖教學(xué)工作的發(fā)展和進(jìn)步，有效地提升教學(xué)效果。

6 結(jié)束語

平法識圖主要是指混凝土結(jié)構(gòu)施工圖整體表示方法，在應(yīng)用過程中，注重將結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸、配筋等相關(guān)內(nèi)容以“平面圖”的方法進(jìn)行表示。平法識圖在當(dāng)下建筑工程中得到了廣泛地應(yīng)用，它能夠直接地將結(jié)構(gòu)在圖紙上進(jìn)行表示，并且通過與其他標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造進(jìn)行結(jié)合，形成較為完整的結(jié)構(gòu)施工圖。平法識圖技術(shù)的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)的施工圖繪制方法進(jìn)行了改變，有效地提升了施工圖繪制效率和質(zhì)量，對于促進(jìn)工程建設(shè)發(fā)展來說，起到了至關(guān)重要的作用。

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