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

劉靖++朱平

摘要：隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，對于建筑工程來說，如果想要順利進(jìn)行施工，就要合理控制多種因素，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中做到科學(xué)設(shè)計。因此，BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中就起到了關(guān)鍵性作用。本文圍繞建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行具體探討，期望對業(yè)界具有參考價值。

Abstract： Along with the development of social production， modern science and technology are developing constantly. For the construction project， if we want to carry on the construction smoothly， we must control many factors reasonably and design the structure scientifically. Therefore， BIM technology plays a key role in building structural design. This paper focuses on the application of BIM technology in building structural design， which is of great reference value to the industry.

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；BIM技術(shù)；運(yùn)用

Key words： building structural design；BIM technology；application

中圖分類號：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0162-02

0 引言

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中被廣泛應(yīng)用，并取得很好的效果，但BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中運(yùn)用時還存在問題，應(yīng)積極將BIM技術(shù)不斷完善并應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效果達(dá)到最好，促進(jìn)建筑施工工程的順利開展。

1 BIM技術(shù)運(yùn)用存在的問題

首先是沒有規(guī)范的BIM技術(shù)體系，在運(yùn)用BIM技術(shù)時沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行參考，不利于BIM技術(shù)的規(guī)范運(yùn)用。其次，對于BIM技術(shù)的法律監(jiān)控也不到位，容易引發(fā)一系列法律問題，運(yùn)用BIM技術(shù)所建立的模型與先前技術(shù)所建立的模型沒有很好的區(qū)分度，不利于對產(chǎn)權(quán)進(jìn)行明確。第三是對于可以使用BIM技術(shù)的人員也沒有進(jìn)行明確規(guī)定，BIM也沒有相應(yīng)的修改權(quán)利，所以在法律上要對BIM技術(shù)的相關(guān)方面進(jìn)行明確，對BIM技術(shù)進(jìn)行有效的法律保護(hù)。第四是BIM技術(shù)還處在起步階段，BIM技術(shù)中所應(yīng)用到的軟件很少有在國內(nèi)進(jìn)行研發(fā)的，軟件大多來自海外。第五是一些設(shè)計人員自身也沒有合格的專業(yè)能力，綜合素質(zhì)不高，不能對BIM技術(shù)進(jìn)行很好的把握，BIM技術(shù)本身也存在缺陷，比如對數(shù)據(jù)信息的傳送能力不強(qiáng)，不能將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效分享等缺點，相關(guān)人員還需要對BIM技術(shù)進(jìn)行不斷探索。另外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)還需要進(jìn)行財政投入，并且需要很大的投入力度，不僅要對BIM技術(shù)本身進(jìn)行投入，還需要對使用BIM技術(shù)的相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，并為相關(guān)人員提供性能較好的設(shè)備，還要對設(shè)備不斷進(jìn)行升級，這些都需要提供大量的資金進(jìn)行支持，為了對建筑結(jié)構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，也需要購買性能高的硬件設(shè)備，便于對建筑結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存和處理，在設(shè)計過程中，如果沒有資金進(jìn)行支持，就會出現(xiàn)延誤工期、影響工程質(zhì)量的情況，不利于施工工程的順利進(jìn)行[1]。

2 BIM技術(shù)的功能

2.1 可促進(jìn)數(shù)據(jù)信息化 BIM技術(shù)以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為支撐，BIM技術(shù)可以對信息進(jìn)行處理，在這一點上就比傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)擁有優(yōu)越性，工程設(shè)計人員可充分利用BIM技術(shù)來對工程信息進(jìn)行處理，建立相應(yīng)的建筑工程數(shù)據(jù)庫，方便在建筑工程數(shù)據(jù)庫中查找與工程有關(guān)系的信息，還有各種信息之間也不是孤立存在的，它們彼此還有緊密聯(lián)系，這種數(shù)據(jù)庫的建立為設(shè)計人員節(jié)省了時間成本。設(shè)計人員如果想查找與建筑工程相關(guān)的信息，就可以在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行順利查找，而且可以進(jìn)行針對性的查找，找到的信息也有很高的準(zhǔn)確性，有效克服了傳統(tǒng)信息記錄方法準(zhǔn)確性不高的缺陷，提高了設(shè)計人員的時間利用效率，進(jìn)而促進(jìn)了設(shè)計工作的順利進(jìn)行。

2.2 修正建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙 對于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙來說，如果想要修正圖紙中的一小部分，也需要對圖紙其他的地方進(jìn)行修正，增加了設(shè)計人員的工作量，也不利于提高設(shè)計工作的效率，在圖紙設(shè)計中利用BIM技術(shù)，可以有效克服這個缺點，BIM技術(shù)是通過建筑模型來取得工程數(shù)據(jù)，這種方法對于提高修正圖紙的效率有很好的促進(jìn)作用，設(shè)計人員如果想要修正圖紙，只需要對圖紙中需要修正的部分進(jìn)行修正就可以了，圖紙中其他部分的信息通過BIM技術(shù)可以進(jìn)行自動修正，避免出現(xiàn)在修正圖紙上浪費(fèi)大量時間的問題，可以讓設(shè)計人員擁有更多的時間去做好設(shè)計工作，設(shè)計人員可以對設(shè)計中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效分析，使設(shè)計方案更加科學(xué)、合理，更符合建筑設(shè)計的要求，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計得到最好的設(shè)計結(jié)果。

2.3 促使設(shè)計統(tǒng)一化 在建筑模型中使用BIM技術(shù)，既可以對建筑工程有很好的視覺效果，還可以對建筑工程中的光源、外貌、材質(zhì)屬性等進(jìn)行了解，利用BIM技術(shù)可以在設(shè)計中融合工程中的全部數(shù)據(jù)信息，設(shè)計人員可以在其中對建筑工程的節(jié)能效果、建筑工程的光源以及建筑工程的舒適性進(jìn)行探討，可以給出最優(yōu)的設(shè)計方案。BIM技術(shù)不僅可以對建筑圖紙進(jìn)行設(shè)計，還可以對建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行處理，并對設(shè)計中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行演算，可以渲染出很好的建筑效果，容易實現(xiàn)建筑設(shè)計的統(tǒng)一化，可參考圖1。

2.4 體現(xiàn)三維效果 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)，有利于體現(xiàn)三維效果，因為BIM技術(shù)包括三維技術(shù)，三維技術(shù)可以使建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行立體展現(xiàn)，設(shè)計人員可以通過建筑模型的立體效果對建筑模型中的每個部分進(jìn)行詳細(xì)了解，比如管道等部分，根據(jù)了解到的情況，運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行分析，以便發(fā)現(xiàn)其中隱藏的問題，對于問題要進(jìn)行認(rèn)真對待并努力想出有效的解決方案，使問題得到解決以便施工順利進(jìn)行。設(shè)計人員還可以對施工方案進(jìn)行深入探究，對方案進(jìn)行合理優(yōu)化，以便提高施工效率，取得好的施工效果[2]。

3 BIM技術(shù)的運(yùn)用

3.1 對建筑結(jié)構(gòu)功用進(jìn)行分析 設(shè)計人員在會建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，不僅僅只針對結(jié)構(gòu)中的某部分進(jìn)行設(shè)計或者只是將建筑結(jié)構(gòu)中的各個部分進(jìn)行順序置換，而是應(yīng)該按照相關(guān)的建筑規(guī)定，對建筑結(jié)構(gòu)從整體的角度進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)功能的最優(yōu)化。在傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對建筑結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行剖析會投入比較多的資金，還會需要大量的設(shè)計人員參與，不能有效獲得經(jīng)濟(jì)利益，而且僅僅依靠設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行剖析也容易出現(xiàn)大的誤差，因為人的精神狀態(tài)很難一直保持良好，也會出現(xiàn)松懈的時候，不利于設(shè)計工作的進(jìn)行。BIM技術(shù)可以對建筑結(jié)構(gòu)的功用進(jìn)行剖析，只需要將向相關(guān)信息輸入到BIM模型中就可以完成這個工作，BIM也可以對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在缺陷的部分進(jìn)行修正，得出最優(yōu)化的設(shè)計方案。

3.2 剖析建筑結(jié)構(gòu)和施工現(xiàn)場 如果要保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，不能僅僅依靠結(jié)構(gòu)設(shè)計，還要考慮施工現(xiàn)場的環(huán)境等因素，BIM系統(tǒng)可以與地理信息系統(tǒng)建立緊密聯(lián)系，對施工現(xiàn)場進(jìn)行再現(xiàn)，并建立建筑工程模型，模型可見圖2。設(shè)計人員可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)對施工現(xiàn)場進(jìn)行剖析，根據(jù)剖析到的結(jié)果對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行修正，以便建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案與施工現(xiàn)場能夠進(jìn)行有效匹配，提高建筑工程施工質(zhì)量[3]。

3.3 在鋼結(jié)構(gòu)建模中運(yùn)用 鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中有著廣泛的應(yīng)用，設(shè)計人員需要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，進(jìn)行建模時容易有連接方面和加強(qiáng)件方面的難題，鋼結(jié)構(gòu)的連接形式有連接梁柱、梁梁鉸接等，在具體設(shè)計時要綜合考慮梁的高度等因素，使連接部分更符合施工要求，將BIM技術(shù)運(yùn)用到鋼結(jié)構(gòu)建模中，工程人員可以很容易獲取參數(shù)信息，對與螺栓數(shù)量的多少盒螺栓之間的距離也可以很好地進(jìn)行把控。設(shè)計人員只需要對相關(guān)參數(shù)信息進(jìn)行修正就可以對連接件進(jìn)行設(shè)計，對于加強(qiáng)件，設(shè)計人員需要對建筑結(jié)構(gòu)的制作過程有一個整體的了解，然后在施工時，對加強(qiáng)件進(jìn)行定位就可以[4]。

3.4 對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào) BIM模型會對建筑信息進(jìn)行添加和處理，為了使建筑工程的質(zhì)量得到保障，要將BIM模型中的信息進(jìn)行及時處理并傳達(dá)到相關(guān)人員，在傳達(dá)信息時要注意不同地方有著不一樣的模型，為了將信息進(jìn)行有效傳達(dá)，可以用中間數(shù)據(jù)文件進(jìn)行適當(dāng)輔助。還要注意對中性數(shù)據(jù)庫進(jìn)行科學(xué)處理，讓設(shè)計人員都能夠看懂其中的數(shù)據(jù)信息，便于設(shè)計人員進(jìn)行有效溝通，可以對土木、裝飾等建筑進(jìn)行協(xié)調(diào)，以便達(dá)到最好的施工效果。

3.5 設(shè)計工具是基于BIM技術(shù)再建筑改造中使用到的，這些軟件實現(xiàn)的是模型建立、圖紙生成、模擬分析等功能。對信息的存儲、信息的交互起到巨頂作用?；贐IM的系列軟件可以在同一項目內(nèi)完成專業(yè)間的協(xié)同。以Revit軟件為例，該軟件將建筑、室內(nèi)結(jié)構(gòu)、機(jī)電等結(jié)合在一起，中心服務(wù)器就象一個資料庫，從網(wǎng)絡(luò)鏈接中心服務(wù)器中調(diào)取模型，設(shè)計師進(jìn)行著自己的專業(yè)設(shè)計，設(shè)計完成后再將模型，并更新服務(wù)器的資料信息。工作流程具體為，首先通過局域網(wǎng)絡(luò)中心服務(wù)器創(chuàng)建中心穩(wěn)健，使用各自的BIM核心建模軟件建立建筑信息模型，與中心文件鏈接。同步后將創(chuàng)建的信息添加到中心文件。各個專業(yè)都通過這個中心文件中的建筑信息模型對其他專業(yè)進(jìn)行布置，實現(xiàn)信息共享。

4 結(jié)語

對于建筑工程來說，如果要想順利完成并保證建筑工程的質(zhì)量，需要用到不少的專業(yè)知識，而且還有施工時間的限制，需要在最短的時間內(nèi)完成建筑工程，用CAD技術(shù)很難達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的要求，但是通過在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)就可以促進(jìn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，BIM技術(shù)的運(yùn)用可以節(jié)省能源，對環(huán)境有較小的危害，還可以提高施工時間的利用效率。如今BIM技術(shù)發(fā)展的并不完善，設(shè)計人員如果想要熟練的掌握BIM技術(shù)，還需要投入非常多的時間和精力，設(shè)計人員需要不斷加強(qiáng)自己的專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高學(xué)習(xí)的能力，盡快掌握BIM技術(shù)只有對BIM技術(shù)進(jìn)行全面掌握，設(shè)計人員才能在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對BIM技術(shù)進(jìn)行靈活運(yùn)用，從而設(shè)計出最優(yōu)化的建筑結(jié)構(gòu)方案，利于提高施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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