BIM技術(shù)在施工組畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究探討

張冰，劉堯遙

（吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，吉林長春130114）

BIM技術(shù)在施工組畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究探討

張冰，劉堯遙

（吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，吉林長春130114）

本文以BIM技術(shù)在高校施工組畢業(yè)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用為例，從設(shè)計(jì)內(nèi)容、BIM建模技術(shù)的學(xué)習(xí)、BIM軟件的實(shí)踐應(yīng)用的學(xué)習(xí)、進(jìn)度安排、授課方式、就業(yè)能力等方面，研究探討施工方向的傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)與BIM技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合，旨在為培養(yǎng)新時(shí)期人才做出應(yīng)有的貢獻(xiàn).

BIM建模；BIM軟件應(yīng)用；理論基礎(chǔ)；實(shí)踐應(yīng)用；就業(yè)能力

隨著科技的發(fā)展，建筑業(yè)迎來了一次新的革命—BIM.2016年9月19日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《2016-2020建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》提出，要在‘十三五’時(shí)期，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動(dòng)通訊、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力.綱要進(jìn)一步推動(dòng)全國建筑業(yè)學(xué)習(xí)BIM專業(yè)技能的浪潮，普及和掌握BIM技術(shù)在建筑工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)與技能，實(shí)現(xiàn)建筑技術(shù)利用信息技術(shù)轉(zhuǎn)型升級，是現(xiàn)代建筑入職業(yè)生涯可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn).預(yù)計(jì)到2020年，BIM專業(yè)技術(shù)人才的需求數(shù)量將突破60萬人，具有高成長性職業(yè)特點(diǎn).

由此可見，現(xiàn)今社會人才的需求，決定了高校對人才培養(yǎng)的方向.我校同其他高校一樣也把BIM技術(shù)的理念與應(yīng)用帶到教學(xué)實(shí)踐中，這是對新形勢下建筑發(fā)展應(yīng)用的一次新嘗試，也是高校的一項(xiàng)責(zé)任與任務(wù).

在畢業(yè)設(shè)計(jì)中引入BIM技術(shù)，我校土木工程學(xué)院在2016年開始實(shí)施，以施工組的畢業(yè)設(shè)計(jì)為教學(xué)試點(diǎn)，時(shí)間貫穿整個(gè)學(xué)期，約14周.在傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中引入BIM技術(shù)，學(xué)生更是有一種耳目一新的積極學(xué)習(xí)熱情，取得了較好的教學(xué)效果，同時(shí)組織學(xué)生參加了全國的BIM設(shè)計(jì)大賽；在16、17年兩次畢設(shè)大賽中收獲不小，針對BIM在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用提出了自己的認(rèn)識和淺析供大家來研究探討.

1 關(guān)于確定畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，編制畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書的探討

在傳統(tǒng)施工組的畢業(yè)設(shè)計(jì)中加入BIM設(shè)計(jì)，一是我國的BIM技術(shù)在施工方面的應(yīng)用比較成熟，有許多成功的工程案例都是采用BIM技術(shù)來完成的.二是許多軟件公司也積極組織各大院校參加施工方面的BIM畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽，所以把施工組的畢業(yè)設(shè)計(jì)為試點(diǎn)來考慮，從學(xué)習(xí)資源上來講是合理和便捷的.具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容分為兩大部分：一部分是BIM軟件建模，一部分是BIM軟件的實(shí)踐應(yīng)用.這兩部分教學(xué)內(nèi)容是獨(dú)立的，但是對培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力[3][4]來講又是緊密聯(lián)系的，如何把這兩方面聯(lián)系得恰到好處，是設(shè)計(jì)內(nèi)容的重中之重，而編制設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書則是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心.

2 關(guān)于BIM軟件學(xué)習(xí)的探討

我校土木工程專業(yè)根據(jù)自身專業(yè)特點(diǎn)并結(jié)合傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，在施工組選用的軟件是魯班（Auto CAD平臺）、廣聯(lián)達(dá)（自主平臺）.

BIM軟件的學(xué)習(xí)特點(diǎn)是：1.BIM確實(shí)難以掌握，但這僅是相對于Auto CAD等2D設(shè)計(jì)軟件來說的.BIM設(shè)計(jì)[4]與2D設(shè)計(jì)的不同之處在于BIM的每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一個(gè)步驟都“有法可依，有章可循”而掌握這些規(guī)則需要更多的時(shí)間和精力.2.認(rèn)為BIM可以快速掌握，持這種觀點(diǎn)很容易在學(xué)習(xí)和實(shí)施BIM的過程中產(chǎn)生挫折感，甚至半途而廢.學(xué)生在畢設(shè)中能把軟件掌握到何種程度也是軟件學(xué)習(xí)中應(yīng)該考慮的內(nèi)容.

（1）BIM軟件的選用.在施工組的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，要先選定完整的建筑和結(jié)構(gòu)施工圖紙（圖紙的選定以我校新校區(qū)的教學(xué)樓為例）.BIM建模[2]分土建和鋼筋兩部分.BIM軟件[3]應(yīng)用分計(jì)價(jià)和施工組織兩部分.由于我們選定的圖紙是已經(jīng)建完的教學(xué)樓，對圖紙不清楚的可以去現(xiàn)場實(shí)地考察，這大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也取得了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所達(dá)不到的學(xué)習(xí)效果.

（2）師資隊(duì)伍的建設(shè).校企結(jié)合，完成教師的軟件培訓(xùn)工作.鑒于BIM學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，我們聘請企業(yè)專業(yè)人員全程為畢業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù).與我校專業(yè)教師配合，力求達(dá)到軟件學(xué)習(xí)的完整性和準(zhǔn)確性.學(xué)校也正在籌備招募BIM專業(yè)老師，以滿足全校的師資教學(xué)[3]需求.

（3）軟、硬件設(shè)備的建設(shè).由于我校BIM實(shí)驗(yàn)室正在籌備中.所以硬件設(shè)施就是學(xué)生自帶的筆記本電腦；軟件由軟件公司提供的軟件鎖；同時(shí)要配備有網(wǎng)絡(luò)連接的多媒體教室.以方便網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和教師授課輔導(dǎo).如果實(shí)驗(yàn)室建設(shè)完成，能夠滿足各專業(yè)軟硬件教學(xué)[3]的需求.

3 關(guān)于BIM建模技術(shù)與理論知識相結(jié)合的探討

（1）BIM土建建模技術(shù)與CAD繪圖知識的結(jié)合.做到模型精準(zhǔn)無誤，除了構(gòu)件參數(shù)的取值要正確外，對構(gòu)件的連接位置、安裝順序、施工方法等要有所掌握.對于一些普通的構(gòu)件的繪制學(xué)生掌握比較熟練，對一些特殊的節(jié)點(diǎn)構(gòu)件，比如：陽臺、樓梯、復(fù)雜的裝飾造型等，要運(yùn)用CAD繪圖知識，才能使模型[2]達(dá)到更好的效果.因?yàn)锽IM建模軟件是以CAD技術(shù)[3]為平臺，一些特殊的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要通過運(yùn)用CAD的繪制知識來完成的，如下圖的異形梁斷面采用的就是CAD技術(shù)來繪制完成的.

特殊節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)圖

特殊節(jié)點(diǎn)BIM的三維展示效果

學(xué)生可以開發(fā)一些軟件的新功能來完成繪制.下圖就是在正常的參數(shù)化樓梯里面找不到這樣形狀的樓梯，在學(xué)生組員之間的研究下，決定采用把不同類型的進(jìn)行組配，組裝成圖紙所給的樣子，經(jīng)過各種嘗試終于變成所需要的形狀.

參數(shù)化樓梯的類型

組配完成的樓梯類型

BIM建模的學(xué)習(xí)提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)不到這樣的效果.

（2）BIM鋼筋建模技術(shù)與11G101圖集學(xué)習(xí)的結(jié)合.鋼筋建模部分，建模的精準(zhǔn)度決定最后鋼筋算量的正確性.通過對11G101圖集的學(xué)習(xí)，可以達(dá)到學(xué)生識圖的基本要求.結(jié)合BIM的三維展示（如右圖所示），使學(xué)生對鋼筋名稱、形狀、位置、作用等的感官認(rèn)識非?？?，所以繪制起來并無大的障礙.鋼筋算量的理論學(xué)習(xí)之后對這部分的鋼筋識圖會有一個(gè)質(zhì)的飛躍.

結(jié)合11G101圖集的梁鋼筋識圖圖片

梁板柱鋼筋的三維展示圖片

4 關(guān)于BIM軟件的實(shí)踐應(yīng)用與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合的探討

（1）計(jì)量計(jì)價(jià)軟件與計(jì)量計(jì)價(jià)理論的結(jié)合.傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容相對比較成熟，但是由于在整個(gè)設(shè)計(jì)中加入了BIM的內(nèi)容，所以要保證這部分的學(xué)習(xí)質(zhì)量，就提出了要“內(nèi)容不縮減而時(shí)間安排上要縮減”的要求.我們沿襲了傳統(tǒng)的招標(biāo)控制價(jià)的畢業(yè)設(shè)計(jì)步驟，要求先編清單，再計(jì)價(jià)，再匯總.這些全部要求手算完成.由于工作量比較大，把一個(gè)單位工程按軸線分成幾部分，每人完成一部分，雖減少個(gè)人的工作量，但是設(shè)計(jì)內(nèi)容五臟俱全，而且小組每個(gè)成員的工程量匯總構(gòu)成了一個(gè)完整的工程量.分工使小組的每個(gè)成員都學(xué)到基礎(chǔ)理論知識，也避免了抄襲現(xiàn)象的發(fā)生.學(xué)生在收獲知識的同時(shí).也滿足時(shí)間上的要求.學(xué)生掌握了計(jì)價(jià)基本原理和計(jì)價(jià)方法后.再應(yīng)用計(jì)價(jià)軟件時(shí)，能夠分清哪些計(jì)算是符合規(guī)范的要求，哪些是不符合實(shí)際的，對建模時(shí)的一些錯(cuò)誤理解，能夠運(yùn)用理論知識進(jìn)行修改，從而使建模更準(zhǔn)確.也深刻理解到要想BIM為實(shí)踐應(yīng)用服務(wù)，沒有扎實(shí)的理論知識是萬萬不行的.

（2）施工管理[1]軟件與施工組織理論的結(jié)合.由于我們選的軟件在施工組織部分并不成熟，應(yīng)用起來意義不大，只能做一些簡單的展示效果.下圖是用軟件進(jìn)行的施工現(xiàn)場平面布置圖和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的對比圖片.在廣聯(lián)達(dá)軟件中雖然增加了模板和腳手架的實(shí)物計(jì)算部分，但是軟件尚未成熟，計(jì)算結(jié)果和實(shí)物還是有一定差距的.施工組織這部分的內(nèi)容還是以傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容為主，力求做到只要有BIM應(yīng)用，就要理論基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的內(nèi)容，以便更好地應(yīng)用BIM技術(shù)[3]來進(jìn)行施工管理.

5 設(shè)計(jì)進(jìn)度及授課方式的探討

5.1 設(shè)計(jì)時(shí)間的合理安排

BIM軟件建模的學(xué)習(xí)大概需要4～6周的時(shí)間；BIM軟件的實(shí)踐應(yīng)用的學(xué)習(xí)大概需要8周時(shí)間.設(shè)計(jì)的總體思路是：建?！碚摗！浖?shí)踐應(yīng)用—理論—軟件實(shí)踐應(yīng)用.這樣一個(gè)循環(huán)的學(xué)習(xí)過程.所以時(shí)間安排是機(jī)動(dòng)的，要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和完成進(jìn)度來進(jìn)行調(diào)整.

5.2 授課與輔導(dǎo)相結(jié)合

下載網(wǎng)上的相關(guān)講義、視頻，結(jié)合我們的實(shí)際設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行整理，把網(wǎng)上集中學(xué)習(xí)、專業(yè)教師輔導(dǎo)、進(jìn)度安排等都要做合理的規(guī)劃.使學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容條理清晰，前后銜接合理.教師既要有豐富的理論知識，又要有BIM技術(shù)的專業(yè)知識.而要這兩方面集中一個(gè)教師身上又很難.所以需要兩位專業(yè)教師，授課與輔導(dǎo)相結(jié)合.由于設(shè)計(jì)時(shí)間安排是循環(huán)的過程，教師要全程一直陪著學(xué)生，整個(gè)設(shè)計(jì)過程是緊湊、緊張的.

6 對就業(yè)方向及就業(yè)能力影響的探討

面對激烈的就業(yè)機(jī)會競爭，參加BIM畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)的優(yōu)勢、技能特長，就業(yè)范圍明顯擴(kuò)大，企業(yè)用人優(yōu)先考慮懂BIM技術(shù)的學(xué)生.競爭優(yōu)勢明顯，提高了就業(yè)能力[4]，明確了就業(yè)方向，增加了就業(yè)信心.通過對近兩年畢業(yè)生的調(diào)查回訪，土木工程專業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域都需要BIM人才，而高校把BIM技術(shù)引入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，為學(xué)生進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域指明了就業(yè)方向，高校為社會培養(yǎng)BIM人才做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn).

學(xué)校現(xiàn)有條件所限，并沒有和水暖、電氣等專業(yè)相結(jié)合，因?yàn)檫@需要不同專業(yè)的學(xué)生使用各自模型，來建立與自己專業(yè)相關(guān)的BIM模型，而這些模型需要在同一環(huán)境里面集成起來，才能完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、分析及模擬.所以碰撞軟件的學(xué)習(xí)并沒有達(dá)到預(yù)期的效果.

在今后的設(shè)計(jì)中我們還將設(shè)計(jì)內(nèi)容做補(bǔ)充，設(shè)計(jì)步驟做進(jìn)一步的調(diào)整，時(shí)間安排保證固定性.以達(dá)到更好的實(shí)踐效果.希望該文對土木專業(yè)的畢業(yè)生在BIM設(shè)計(jì)方面能有所幫助，為培養(yǎng)新時(shí)期[2]的人才做出應(yīng)有的貢獻(xiàn).

〔1〕劉軍生,石韻,王寶玉,等.BIM技術(shù)在施工管理中的研究[J].施工技術(shù),2015（S1）:785.

〔2〕何關(guān)培.建立企業(yè)級BIM生產(chǎn)力需要哪些BIM專業(yè)應(yīng)用人才[J].土木建筑工程信息技術(shù),20124，4（1）:58-59.

〔3〕劉紅勇,何維濤,黃秋爽.普通高等院校BIM實(shí)踐教學(xué)路徑探索[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013,5（5）:99-100.

〔4〕白庶,寇倩茜,李微,張艷坤,楊曉彤.土木類本科院校BIM人才培養(yǎng)實(shí)踐與思考[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2015,7（4）:100-101.

TU714

A

1673-260X（2017）11-0126-03

2017-08-22

吉林省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目:BIM在建設(shè)類高校人才培養(yǎng)中的教學(xué)應(yīng)用（吉林省教育廳[2016]）