基于BIM建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程的研究

陳 朔

中交第三公路工程局有限公司

基于BIM建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程的研究

陳 朔

中交第三公路工程局有限公司

BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中具有重要的意義，在技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)重點(diǎn)考慮計(jì)算機(jī)三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建。工程實(shí)踐表明，BIM技術(shù)完善過程中出現(xiàn)一系列技術(shù)難題，如建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)設(shè)計(jì)要求等。本文對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行了分析，提出對(duì)應(yīng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的原理、工作難點(diǎn)，并對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析。

BIM技術(shù)；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)過程；施工方法

1 引言

現(xiàn)階段，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展較快，帶動(dòng)了設(shè)計(jì)方法的不斷升級(jí)優(yōu)化，極大的提升了設(shè)計(jì)效率。近年來，由于BIM技術(shù)發(fā)展較快，在工程研究中需要考慮協(xié)同設(shè)計(jì)的全面性，保證工程一體化建設(shè)的順利發(fā)展。BIM技術(shù)為工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)搭建了良好平臺(tái)，根據(jù)項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)、信息框架等進(jìn)行模型搭建，從而實(shí)現(xiàn)模擬出建筑體結(jié)構(gòu)性質(zhì)的目標(biāo)，如建筑體參數(shù)信息構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)應(yīng)內(nèi)部參數(shù)的修改、設(shè)置中需要充分提高動(dòng)態(tài)性、仿真精確度等方面的要求，保證設(shè)計(jì)進(jìn)度滿足預(yù)期要求。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)即建筑信息模型，作為建筑行業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物，需要結(jié)合工程項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模型搭建，整體模型中包括多專業(yè)、跨領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，結(jié)合參數(shù)之間內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)較為關(guān)鍵。項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，需要考慮管理工作的有序性，及時(shí)進(jìn)行協(xié)作平臺(tái)的搭建，保證項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工等過程有據(jù)可依的要求充分實(shí)現(xiàn)。為設(shè)計(jì)人員的決策打下良好基礎(chǔ)，保證設(shè)計(jì)施工效率的最優(yōu)化。當(dāng)下建筑結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)信息較為關(guān)鍵，是模擬工作順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，在滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的前提下，進(jìn)行相關(guān)軟件信息的深入處理，提高專業(yè)化設(shè)置服務(wù)工作、運(yùn)營(yíng)理念的落實(shí)效果。

BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)十分突出。第一、BIM技術(shù)的數(shù)字信息量大，可支持防震、模擬等操作，對(duì)應(yīng)物理模型的形狀、視覺效果良好，同時(shí)非幾何信息含量大，顆粒度高。第二、BIM技術(shù)的科學(xué)性較強(qiáng)，作為貫穿施工全過程的設(shè)計(jì)要素，由于其涉及數(shù)據(jù)較多，對(duì)應(yīng)模型數(shù)據(jù)庫(kù)的建立更具便捷性。第三、BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可為工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、管理提供所需的數(shù)據(jù)信息，加強(qiáng)相關(guān)信息的連續(xù)性、協(xié)調(diào)性管理，可避免后期發(fā)生矛盾問題。當(dāng)下工程建設(shè)中，需要考慮綜合數(shù)字環(huán)境的要求，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，保證相關(guān)設(shè)計(jì)人員的使用需求，便于管理人員及時(shí)進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)程的了解。第五、信息共享環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)可提高設(shè)計(jì)速度，保證決策質(zhì)量滿足規(guī)范要求，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目整體質(zhì)量的提升。

3 BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)可以自動(dòng)生成建筑模型并且表現(xiàn)出立體效果，這樣可以讓設(shè)計(jì)人員根據(jù)模型進(jìn)行合適的調(diào)整以使建筑模型滿足實(shí)際工程的具體要求。當(dāng)進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候只需要進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整即可，電腦會(huì)自動(dòng)生成符合要求的新建筑模型，并且BIM技術(shù)能將這些變化直觀的立體放映出來，能夠方便設(shè)計(jì)人員和其他部門進(jìn)行直觀的交流，做到最大限度地完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。除此以外，可以利用BIM技術(shù)將建筑模型的效果展示給大家并進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，這樣可以大大提高建筑的工程質(zhì)量，還可以節(jié)省工期和人力物力。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員可以利用包含所有建筑模型設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)來構(gòu)建模型，當(dāng)需要對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候只需要修改輸入的相應(yīng)的數(shù)據(jù)就可使模型重建。這就要求BIM軟件所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠及時(shí)的更新才能使得模型滿足規(guī)范條件，因此在設(shè)計(jì)過程中會(huì)對(duì)不同的參數(shù)進(jìn)行一定的約束。輸出高質(zhì)量、高安全性、高可靠性的設(shè)計(jì)信息是BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最突出的特點(diǎn)，這也是促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)字化的重要一步。BIM對(duì)信息的管理實(shí)現(xiàn)了整體與部分的高度結(jié)合，也就是將不同的零散的信息進(jìn)行整合，然后將整合后的數(shù)據(jù)通過高識(shí)別性的圖像呈現(xiàn)在人們的面前，換句話說，BIM不僅是將信息進(jìn)行存儲(chǔ)而且進(jìn)行分析，這樣就可以大大降低建筑工程的風(fēng)險(xiǎn)并且提高工程效率。

3.3 建筑體結(jié)構(gòu)性能分析

建筑體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要避免對(duì)構(gòu)件進(jìn)行簡(jiǎn)單排列設(shè)置，需要充分提高抗震穩(wěn)定性、持久性。傳統(tǒng)建筑體的結(jié)構(gòu)設(shè)置中，需要耗費(fèi)大量人力、作業(yè)時(shí)間，同時(shí)結(jié)果分析的準(zhǔn)確度不高。借助BIM技術(shù)可以提高軟件應(yīng)用效果，導(dǎo)入模型相關(guān)參數(shù)后便可進(jìn)行后續(xù)分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的合理性，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中的細(xì)節(jié)問題，可及時(shí)進(jìn)行參數(shù)更改，可在短時(shí)間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的最優(yōu)化控制。

此外，時(shí)代進(jìn)步帶動(dòng)了國(guó)家對(duì)建筑事業(yè)環(huán)保效果的關(guān)注度不斷增加，為了保證環(huán)?？刂茲M足社會(huì)發(fā)展需求，需要結(jié)合建筑業(yè)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行合理分析，避免建筑污染等引起的負(fù)面效應(yīng)，如噪音、揚(yáng)塵污染等。借助BIM技術(shù)進(jìn)行建模設(shè)計(jì)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的型號(hào)選擇，提高室外環(huán)境分析的合理性，可方便快捷的掌握對(duì)應(yīng)環(huán)保政策的要求，提高建筑體綠色性能的發(fā)揮。

3.4 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)

BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)方法中更加注重結(jié)構(gòu)形式的分析，對(duì)應(yīng)軟件計(jì)算后需要及時(shí)進(jìn)行信息反饋，同時(shí)對(duì)動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行更新升級(jí)。該技術(shù)的設(shè)計(jì)理念結(jié)合工程結(jié)構(gòu)、施工圖紙進(jìn)行規(guī)劃，關(guān)注重點(diǎn)包括模型真實(shí)效果等要素。需要考慮結(jié)構(gòu)的安全性，協(xié)調(diào)對(duì)應(yīng)力學(xué)要素、和再分析、截面特性等部分，避免模型因參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的危害。

4 BIM技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的未來發(fā)展

現(xiàn)代建筑工程中，涉及到的專業(yè)知識(shí)很多，采用BIM技術(shù)能有效的解決一些問題現(xiàn)實(shí)存在的問題，比如現(xiàn)代建筑生命周期長(zhǎng)、建設(shè)周期短，傳統(tǒng)的CAD技術(shù)已經(jīng)不能滿足建筑工程低消耗、低污染的要求等。BIM技術(shù)能將各種工作數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，當(dāng)設(shè)計(jì)師修改了某項(xiàng)內(nèi)容后，設(shè)計(jì)師不需要自己更改連接或者處理圖紙，BIM系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將修改的信息反饋到受影響的構(gòu)建中，同時(shí)BIM技術(shù)還能進(jìn)行模擬施工，工程師不需要為了分析不同的因素，建立多個(gè)模型，極大的節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間和人力物力。BIM模型是一個(gè)完全的數(shù)據(jù)模型，理論上BIM物理模型、施工圖文檔是完全能實(shí)現(xiàn)雙向無縫鏈接，但在實(shí)際工作中，只有BIM物理模型采用結(jié)構(gòu)構(gòu)件比較簡(jiǎn)單或者符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才能實(shí)現(xiàn)雙向無縫鏈接，如果建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件復(fù)雜，在鏈接結(jié)構(gòu)分析模型時(shí)，很容易丟失數(shù)據(jù)。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，物理模型和結(jié)構(gòu)分析模型的雙向無縫鏈接是一大難點(diǎn)。

[1]田長(zhǎng)河.試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(上）,2016,14(1):13.

[2]楊黨輝.基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題分析[J].建筑科學(xué),2015,31(3):31.