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

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，在建筑行業(yè)發(fā)展中，技術(shù)應(yīng)用的水平也在不斷提高。為了提高建筑工程質(zhì)量，降低建筑成本，提高其經(jīng)濟(jì)效益，技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用越來越被重視起來。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是建筑工程的關(guān)鍵部分，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效提高建筑工程結(jié)構(gòu)的合理性，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而更好地保證建筑工程的質(zhì)量與安全，并且能夠準(zhǔn)確預(yù)見建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的各種問題，這對(duì)于建筑行業(yè)更好的發(fā)展具有很大現(xiàn)實(shí)意義。本文主要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)；應(yīng)用

近年來，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，但是對(duì)其要求也越來越高，為滿足社會(huì)實(shí)際需要，在建筑工程發(fā)展中，越來越注重科學(xué)技術(shù)的投入，建筑行業(yè)的技術(shù)含量不斷增加，為保證建筑工程的安全與質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是關(guān)系建筑質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，隨著BIM技術(shù)的不斷完善，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛，并且也取得了很大的成果。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了建筑工程信息數(shù)據(jù)的共享，通過建立可視化模型，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員能夠更好把握設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，分析設(shè)計(jì)中存在的各種問題，從而有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)的改進(jìn)與完善，提高設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，進(jìn)而促進(jìn)建筑工程的安全發(fā)展。

1、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用特征分析

1.1信息集成特征

BIM技術(shù)的信息集成主要有兩個(gè)方面：其一，設(shè)計(jì)信息的集成。其二，設(shè)計(jì)過程集成。[1]在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建立信息模型，并且在此模型中完成各種專業(yè)設(shè)計(jì)信息，這也是BIM技術(shù)信息集成的重要表現(xiàn)形式。在實(shí)際應(yīng)用，所有的建筑設(shè)計(jì)人員在同一平臺(tái)上進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過平臺(tái)共享建筑信息數(shù)據(jù)資源，加強(qiáng)有效交流與溝通，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程集成進(jìn)行優(yōu)化，從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。對(duì)于建筑信息模型來說，其核心內(nèi)容就是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維模型數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，數(shù)據(jù)庫中涵蓋了建筑工程的各種信息，如：工程結(jié)構(gòu)的尺寸、施工材料、建筑構(gòu)件的性質(zhì)等等，通過利用此數(shù)據(jù)庫，對(duì)多需要信息進(jìn)行查詢，完成快速的分析，從而更好地進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

1.2完成協(xié)同設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，使建筑工程的設(shè)計(jì)人員、施工人員等能夠在此平臺(tái)上進(jìn)行及時(shí)、有效的溝通與交流，根據(jù)實(shí)際需要情況，反應(yīng)各種相對(duì)性的信息，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行全方位的探討，從而制定出妥善的改進(jìn)方案。此外，利用BIM技術(shù)，還能夠?qū)ㄖこ痰母鞑糠謽?gòu)件進(jìn)行自動(dòng)檢測，技術(shù)反映出各個(gè)空間構(gòu)件之間的影響，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的相關(guān)人員溝通效率提高，提高了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。

1.3完成了工作傳遞

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)Ω鞣N工作數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，往往需要對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行更改和修正，但是不需要自己對(duì)連接進(jìn)行更改，也不需要自己處理圖紙，通過BIM技術(shù)，能夠自動(dòng)使更改后的信息在受到影響的具體建筑構(gòu)件中及時(shí)反應(yīng)出來。此外，利用BIM技術(shù)，還能夠?qū)ㄖこ痰氖┕で闆r進(jìn)行模擬，相關(guān)工程設(shè)計(jì)師只需要通過此建筑模型就能完成對(duì)多個(gè)不同因素的具體分析，節(jié)省了設(shè)計(jì)的程序，提高了設(shè)計(jì)的效率。

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

2.1創(chuàng)建建筑設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)的模型

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)，首先要從建筑的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，創(chuàng)建一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)模型，把建筑結(jié)構(gòu)中的各個(gè)要素。如：梁、板、柱等基本的建構(gòu)件，進(jìn)行細(xì)致的描述，對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)性的把握與呈現(xiàn)。比如建筑工程的墻體結(jié)構(gòu)，要對(duì)建筑實(shí)體進(jìn)行準(zhǔn)確定義，把建筑實(shí)體與具體的樓層實(shí)體有效關(guān)聯(lián)起來，最后對(duì)墻體結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確定義，并且把墻體實(shí)體與樓層實(shí)體有效進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

2.2創(chuàng)建建筑工程的部分結(jié)構(gòu)模型

在BIM模型創(chuàng)建中，包含了多種屬性。如工程力學(xué)、材料、成本等。其中IFC模型適用于使大部分模型構(gòu)建的屬性。[2]以建筑墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，分析IFC結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建，首先要明確定義建筑材料屬性。其次，通過材料層，把使用實(shí)體、材料集合實(shí)體和材料分層實(shí)體進(jìn)行關(guān)聯(lián)。最后，把墻體材料與墻體實(shí)體進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

2.3合理創(chuàng)建關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)模型

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要建筑工程能的各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，強(qiáng)調(diào)每個(gè)個(gè)體之間的關(guān)聯(lián)性，應(yīng)用BIM技術(shù)，構(gòu)建關(guān)聯(lián)性的結(jié)構(gòu)模型。[3]對(duì)建筑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確的反應(yīng)。通常這種關(guān)聯(lián)性分為對(duì)稱性關(guān)聯(lián)和非對(duì)稱性關(guān)關(guān)聯(lián)。對(duì)于對(duì)稱性關(guān)聯(lián)來說，兩個(gè)實(shí)體之間是對(duì)等關(guān)系。對(duì)于非對(duì)稱性關(guān)聯(lián)來說，兩個(gè)實(shí)體之間時(shí)主從關(guān)系，通過對(duì)主體實(shí)體進(jìn)行修改來改變主體實(shí)體，但是并不會(huì)對(duì)主體實(shí)體的本質(zhì)進(jìn)行改變。以墻體結(jié)構(gòu)和洞口結(jié)構(gòu)為實(shí)例分析：墻體實(shí)體為體，洞口實(shí)體對(duì)墻體實(shí)體存在一定的依附性，如果刪除墻體，洞口也會(huì)被刪除，但是如果吧洞口實(shí)體刪除，墻體實(shí)體不會(huì)改變，二者之間的關(guān)聯(lián)性清晰呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)者。對(duì)于對(duì)稱性關(guān)聯(lián)來說。因?yàn)槎呤菍?duì)等關(guān)系，其中哪個(gè)實(shí)體發(fā)生改變，都會(huì)影響到另一個(gè)實(shí)體的變化，比如梁和柱，如果對(duì)梁實(shí)體進(jìn)行調(diào)整和修改，柱實(shí)體必然也需要一定的修改，反之也是如此。

3、強(qiáng)化BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的具體策略

3.1提高項(xiàng)目樣板的完整性

項(xiàng)目樣板在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是基礎(chǔ)，在BIM技術(shù)的應(yīng)用中，注重項(xiàng)目樣板設(shè)置，并且提高其完整性，能夠有效簡化設(shè)計(jì)工作程序，提高設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)能夠結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況，提高設(shè)計(jì)的個(gè)性和標(biāo)準(zhǔn)性。

3.2保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件符合設(shè)計(jì)要求

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，涉及到的建筑構(gòu)件較多，如梁、柱、板等，應(yīng)用BIM技術(shù)，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)建筑工程具體合計(jì)形式，結(jié)合各個(gè)構(gòu)件的具體性能，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，提高構(gòu)件設(shè)計(jì)的合理性，使其滿足工程機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體要求。有利于從整體上提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

結(jié)論：

綜上訴述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)效率的提高具有重要作用。

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