建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術(shù)的應用探究

侯 天 成

(山西省建筑標準設計研究院,山西 太原 030013)

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建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術(shù)的應用探究

侯 天 成

(山西省建筑標準設計研究院,山西 太原 030013)

從設計圖紙可修改、設計數(shù)據(jù)信息化、工程設計一體化、建筑工程模型三維化四方面，介紹了BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中所發(fā)揮的功能，并分析了其在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用，從而有助于提高建筑結(jié)構(gòu)設計水平。

結(jié)構(gòu)設計，BIM技術(shù)，中性數(shù)據(jù)庫，設計數(shù)據(jù)

0 引言

BIM技術(shù)是一項比較先進、具有良好的設計效果的技術(shù)。在當前建筑工程建設中時常出現(xiàn)因建筑結(jié)構(gòu)設計不合理致使建筑工程質(zhì)量問題發(fā)生的情況下，應當將BIM技術(shù)有效的應用于建筑結(jié)構(gòu)設計中，通過科學合理的進行建筑結(jié)構(gòu)及場地的分析、建筑結(jié)構(gòu)性能分析、建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析等，及時發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設計不足，并提出整改意見，這對于提高建筑結(jié)構(gòu)設計的有效性有很大幫助[1]。所以，將BIM技術(shù)有效應用于建筑結(jié)構(gòu)設計之中是非常有意義的。

1 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中所發(fā)揮的功能

BIM即建筑信息模型，是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎，集成建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。這使得BIM技術(shù)具有多種特征，如信息集成、協(xié)同設計、工作傳遞等，將其科學合理的應用于建筑工程之中能夠發(fā)揮多種功能。

1.1 設計圖紙可修改功能

在具體進行建筑工程建設的過程中，一旦出現(xiàn)設計圖紙與工程實際不符的情況，在建筑工程數(shù)據(jù)模型的基礎上對圖紙稍加改動，BIM技術(shù)的系統(tǒng)就會自動修改相關(guān)方面，獲得準確的工程參數(shù)，保證后續(xù)工程施工作業(yè)能夠科學化、合理化、規(guī)范化的展開。與此同時，設計人員修改圖紙的時間及精力能夠大大減少。從這一方面來說，BIM技術(shù)修改設計圖紙的功能[2]。

1.2 設計數(shù)據(jù)信息化功能

基于信息技術(shù)而研究出來的BIM技術(shù)，其在具體應用的過程中還能得到信息技術(shù)的支持，這使得此項技術(shù)還具有設計數(shù)據(jù)信息化的功能。也就是將BIM技術(shù)有效的應用于建筑工程之中，可以利用此項技術(shù)及信息技術(shù)等先進技術(shù)來構(gòu)建建筑工程的信息數(shù)據(jù)庫，進而獲得與建筑工程相關(guān)的信息，并且對信息予以整理、分析及存儲，方便設計人員或者技術(shù)人員隨時提取信息，依據(jù)信息來進行施工設計或施工問題分析，進而優(yōu)化施工圖紙，為后續(xù)規(guī)范化、標準化、合理化的施工作業(yè)創(chuàng)造條件。

1.3 工程設計一體化功能

這里所說的工程設計一體化功能是對工程相關(guān)信息的獲得及工程結(jié)構(gòu)的評價。也就是將BIM技術(shù)有效的應用于建筑工程之中，能夠依據(jù)建筑工程實際情況來獲取相關(guān)信息進而構(gòu)建建筑模型，在具體進行建筑工程設計的過程中，設計人員可以依據(jù)建筑模型提取與建筑工程設計相關(guān)的信息，如建筑外觀、工程的光源等，進而按照設計要求及相關(guān)標準，能夠科學合理的進行建筑設計，獲得具有較高應用價值的設計方案。出于保證建筑工程有效應用的考慮，還可以基于設計方案來優(yōu)化建筑模型，進而從建筑舒適性、建筑光源及建筑節(jié)能等幾個方面評價建筑工程結(jié)構(gòu)，確定其可行性。另外，BIM技術(shù)還能夠在建筑設計出圖、設計計算、設計渲染等方面發(fā)揮作用，為提高建筑工程設計質(zhì)量和效率創(chuàng)造條件[3]。

1.4 建筑工程模型三維化功能

BIM技術(shù)還具有一項重要技術(shù)——三維技術(shù)，再將BIM技術(shù)有效應用于建筑工程中，三維技術(shù)也能充分發(fā)揮作用，使之具有建筑工程模型三維化功能，如此設計人員能夠利用這一功能來制定三維建筑結(jié)構(gòu)，了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其組成方式，并且按照相關(guān)規(guī)范及技術(shù)要求來進行分析，如此能夠及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，確保設計方案的有效性。

2 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

基于以上內(nèi)容的分析，確定BIM技術(shù)切實有效的應用于建筑工程結(jié)構(gòu)設計之中是非常有意義的，能夠發(fā)揮多種功能，輔助設計人員良好的展開建筑結(jié)構(gòu)設計，從而提高建筑工程設計方案的有效性。那么，應從以下幾方面著手將BIM技術(shù)有效的應用于建筑結(jié)構(gòu)設計之中。

2.1 建筑結(jié)構(gòu)及場地的分析

考慮到建筑結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)固性和安全性很大程度上取決于建筑結(jié)構(gòu)設計的合理性，但是，除了建筑結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性和安全性會影響建筑結(jié)構(gòu)的可靠度之外，建筑工程施工場地所在區(qū)域內(nèi)的環(huán)境以及場地的地質(zhì)條件也對其有一定的影響。為了科學合理的設計建筑結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)的合理性、穩(wěn)定性及堅固性，注意應用BIM系統(tǒng)來進行建筑結(jié)構(gòu)及場地分析，也就是模擬建筑工程的場地，并且在此基礎上構(gòu)建建筑工程模型，從而全面分析場地可能給建筑工程帶來的負面影響，進而合理規(guī)劃設計建筑結(jié)構(gòu)[4]。從這一方面來說，建筑結(jié)構(gòu)及場地分析中科學合理的應用BIM技術(shù)，能夠從建筑工程長遠使用的角度出發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)及建筑用地進行全方位的分析，提出切實有效的建議，為更好的設計建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)造條件。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)性能分析

建筑結(jié)構(gòu)作為建筑工程的核心部分，建筑結(jié)構(gòu)性能是否良好直接決定建筑工程能否長期堅固、穩(wěn)定、安全的使用。所以，為了建成高質(zhì)量的建筑工程，在建筑結(jié)構(gòu)設計階段做好建筑結(jié)構(gòu)性能分析也是非常必要的。

為了避免建筑結(jié)構(gòu)性能分析消耗大量人力、物力、財力，卻沒有得出有價值的成果的情況發(fā)生，在具體進行建筑結(jié)構(gòu)性能分析中注意科學、合理的運用BIM技術(shù)，也就是利用分析軟件來導入建筑工程模型的相關(guān)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行自動化的分析，從而指出建筑結(jié)構(gòu)設計不足，并且提供改正意見，以便設計人員能夠根據(jù)實際情況及征改意見來修改建筑結(jié)構(gòu)設計方案，從而提高建筑結(jié)構(gòu)性能[5]。從這一方面來說，BIM技術(shù)也是非常適用于建筑結(jié)構(gòu)性能分析中的，能夠針對當前建筑結(jié)構(gòu)應用需要，確定建筑結(jié)構(gòu)應當具備的性能，進而提出優(yōu)化設計建筑結(jié)構(gòu)的意見，這對于提高建筑結(jié)構(gòu)的使用價值有很大益處。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析

為保證建筑結(jié)構(gòu)設計符合建筑工程實際情況，并且能夠配合其他工程建設，在具體進行建筑結(jié)構(gòu)設計之中，還要做好建筑結(jié)構(gòu)設計的協(xié)同分析。這一目的的實現(xiàn)，需要有BIM技術(shù)的支持，也就是依據(jù)建筑工程相關(guān)數(shù)據(jù)信息來構(gòu)建建筑工程模型，將建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)侥Ｐ蜕?，能夠更新建筑工程模型，進而可以綜合分析建筑結(jié)構(gòu)是否會阻礙水暖施工、土木施工、裝飾施工等等，從而提出優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)意見，以便優(yōu)化設計建筑結(jié)構(gòu)。在此需要特別說明的是，為了提高BIM技術(shù)的有效性，在具體應用此項技術(shù)來進行建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析，需要注意兩個問題，其一是針對不同地區(qū)所展開的建筑結(jié)構(gòu)設計，需要運用適合的軟件來進行建筑工程模型設計，如此才能保證建筑工程模型的有效性。其二，根據(jù)建筑工程實際情況，合理構(gòu)建中性數(shù)據(jù)庫，確保各個專業(yè)的設計人員、技術(shù)人員之間能夠良好交流[6]。所以，在建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)分析之中BIM技術(shù)的有效應用至關(guān)重要。

3 結(jié)語

在科學技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，應運而生的BIM技術(shù)對于建筑工程建設來說是非常有意義的。基于本文一系列分析，確定將BIM技術(shù)有效的應用于建筑結(jié)構(gòu)設計中能夠發(fā)揮設計圖紙可修改功能、設計數(shù)據(jù)信息化功能、工程設計一體化功能、建筑工程模型三維化功能等功能。這使得BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)及場地的分析、建筑結(jié)構(gòu)性能分析、建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析等方面充分發(fā)揮作用，為提高建筑結(jié)構(gòu)設計的應用價值創(chuàng)造條件。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設計中有效應用BIM技術(shù)是非常有意義的。

[1] 李 軾,王科亮,劉 媛，等.探析建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術(shù)的應用[J].江西建材,2015(3):34.

[2] 董濟豪.探析建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術(shù)的應用[J].江西建材,2014(16):15.

[3] 田長河,魏曉華.試論建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術(shù)的應用[J].建材發(fā)展導向(上),2016,14(1):131-132.

[4] 熊 闖.建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術(shù)的應用[J].建材發(fā)展導向(上),2016,14(6):196-197.

[5] 謝 超.探析建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術(shù)的應用[J].建筑工程技術(shù)與設計,2016(27):636.

[6] 邵長雙.探析建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術(shù)的應用[J].商品與質(zhì)量,2016(48):224.

On application of architectural structural design in BIM technique

Hou Tiancheng

(ShanxiArchitecturalStandardDesignResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

From the correction of design maps, informationization of design data, integration of engineering design, and three-dimension of architectural engineering models, the paper introduces the functions of the BIM technique in the architectural structural design, and analyzes its application in architectural structural design, so as to improve the design for the architectural structure.

structural design, BIM technique, neutral database, design data

1009-6825(2017)17-0038-03

2017-03-16

侯天成(1982- ),男，工程師

TU318

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