BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的合理應(yīng)用

周亞東,石桂菊

ZHOU Ya-dong, SHI Gui-ju

(濟寧大嘉工程造價咨詢有限公司)

(Jinan Dajia Engineering Cost Consulting Co.,Ltd.)

1　引言

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會各方面對于建筑工程的開展需求也在不斷增加，而在這樣的背景之下，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性也就更為重要。為了進一步的提升這一工作的開展成效，越來越多的新型技術(shù)被應(yīng)用到了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中來，BIM技術(shù)就是其中之一。這一技術(shù)的應(yīng)用將能為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作帶來設(shè)計圖紙可修改、設(shè)計數(shù)據(jù)信息化、工程設(shè)計一體化等優(yōu)勢。

2　BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

首先，對于BIM技術(shù)的定義來說，這一技術(shù)主要是應(yīng)用計算機技術(shù)建立數(shù)字化模型，進而針對項目招投標、工程設(shè)計、工程施工以及最后的運維工作等進行輔助[1]。其次，BIM技術(shù)是建立在三維的數(shù)字化技術(shù)之上的，這一技術(shù)的應(yīng)用過程實際上也就是針對建筑實體結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件進行參數(shù)化定義的過程。最后，從BIM模型的特性上來說，BIM模型可以被視作一個能夠表示參數(shù)和功能特性的數(shù)據(jù)庫[2]。

數(shù)字化城市建設(shè)是我國建筑技術(shù)發(fā)展的主要任務(wù)與核心目標，而BIM技術(shù)的應(yīng)用則能保證這一工作更好的展開，并在此基礎(chǔ)上達到國家及社會對于建筑工程的要求。針對現(xiàn)階段狀況來說，隨著國家對BIM技術(shù)應(yīng)用重視程度的提升，我國也有了越來越多的成功應(yīng)用案例，例如：水立方、上海中心大廈等。

3　BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中所起到的作用

3.1　設(shè)計圖紙可修改

想要保證建筑圖紙設(shè)計的完善性，設(shè)計人員必須能結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求不斷的對圖紙進行修改和改進[3]，在這一過程中，傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用意味著圖紙的每一次修改都需要對相關(guān)的建筑設(shè)計參數(shù)重新進行計算，這樣的特點將大大影響建筑圖紙設(shè)計的整體效率。對于BIM技術(shù)來說，由于這一技術(shù)的應(yīng)用是在建筑模型的基礎(chǔ)上展開的，當設(shè)計人員需要對圖紙中的某一點進行修改時，系統(tǒng)將自動的完成其他相應(yīng)參數(shù)的計算和修改。結(jié)合這樣的特點，不但建筑圖紙設(shè)計工作的效率能得到提升，設(shè)計人員也可以更好的通過不同參數(shù)圖紙之間的對比來確定最優(yōu)的設(shè)計方案。

3.2　設(shè)計數(shù)據(jù)信息化

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作展開的過程中將涉及到大量的數(shù)據(jù)和信息，而傳統(tǒng)設(shè)計方法的應(yīng)用將導(dǎo)致數(shù)據(jù)查找所消耗的時間大幅上升，這樣的狀況很有可能會導(dǎo)致設(shè)計質(zhì)量的下降。同時，傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用意味著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作展開過程中所涉及到的數(shù)據(jù)將需要人工進行記錄和輸入，這樣的數(shù)據(jù)處理方式是非常容易出現(xiàn)誤差的，進而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性降低。相比于傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)中存在的缺陷，由于BIM技術(shù)是在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，這一技術(shù)的核心就是信息[4]，因此，在實際的設(shè)計過程中，設(shè)計人員可以將BIM技術(shù)模型視作整體工程設(shè)計的數(shù)據(jù)庫，設(shè)計人員只需要通過這一數(shù)據(jù)庫進行信息查找即可，以此來提升數(shù)據(jù)記錄的準確性。

3.3　工程設(shè)計一體化

通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計方案將能在對建筑外觀進行展示的基礎(chǔ)上同步的對建筑工程的光源、熱能傳導(dǎo)以及材質(zhì)屬性等進行說明，也就是說，BIM模型將能全面的對建筑工程進行一體化設(shè)計。在這樣的基礎(chǔ)上，設(shè)計人員除了在安全性上對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行考量之外，還能同時通過舒適性、光源、節(jié)能等多個角度對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行評價，進而選擇最優(yōu)的設(shè)計方案。從另一方面來說，BIM技術(shù)除了能提供平面圖紙之外，還能進一步的完成對整個建筑模型的渲染處理，進而達到出圖、計算、渲染等環(huán)節(jié)的一體化。

3.4　工程模型三維化

從本質(zhì)上來說，BIM技術(shù)屬于一種三維技術(shù)，而通過建筑模型的三維展示，設(shè)計人員將能更好的對建筑結(jié)構(gòu)各部分之間的情況進行觀察，及時的發(fā)現(xiàn)問題并進行改良。顯然，這樣的特性能極大程度的避免實際施工過程中因為結(jié)構(gòu)設(shè)計不良而出現(xiàn)的問題。在此基礎(chǔ)上，為了更好的保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的完善性，設(shè)計人員可以著重對暖管通道、墻體梁板等結(jié)構(gòu)進行觀察，盡早發(fā)現(xiàn)問題。

4　BIM技術(shù)應(yīng)用策略

4.1　建筑結(jié)構(gòu)與場地分析

在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，設(shè)計人員除了要針對客戶需求以及安全性等因素進行考量之外，還應(yīng)進一步的結(jié)合建筑工程所在地的特點對設(shè)計方案進行完善。建筑工程所處場地的地質(zhì)環(huán)境、水文狀況等都會對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的確定產(chǎn)生影響，設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)來解決這樣的問題。通過BIM技術(shù)與地理信息系統(tǒng)的有效結(jié)合，建筑工程所在場地的特點將能得到全面的模擬，設(shè)計人員在模擬環(huán)境下對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，設(shè)計方案自然能夠滿足建筑場地對于建筑結(jié)構(gòu)的要求，進而保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

4.2　建筑結(jié)構(gòu)性能分析

建筑結(jié)構(gòu)的性能主要是指抗震性、牢固性等，而在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，設(shè)計人員必須保證能將建筑各個部分有機的組合起來，形成一個互相支撐的整體，以此來保證建筑結(jié)構(gòu)在性能上能達到用戶的需求。對于這樣的需求來說，設(shè)計人員可以結(jié)合BIM技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)在性能上的表現(xiàn)進行分析。在實際的工作過程中，設(shè)計人員可以將BIM模型相關(guān)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入性能分析軟件之中，并通過這一軟件來迅速的完成分析過程。相比于傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用來說，這樣的方式能夠大幅降低建筑結(jié)構(gòu)性能分析過程中所消耗的人力物力，同時也避免了大量數(shù)據(jù)計算可能產(chǎn)生的誤差。

4.3　建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同

結(jié)合上文中的內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及到的數(shù)據(jù)是需要不斷的進行交流和共享的，而由于傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)中共享機制并不健全，過程中就很有可能因為數(shù)據(jù)不同步而導(dǎo)致問題的產(chǎn)生。對于BIM技術(shù)來說，這一技術(shù)能夠通過中間數(shù)據(jù)文件來完成異地不同設(shè)計軟件工作時需要的數(shù)據(jù)和信息上的交流共享。同時，通過中性數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，不同專業(yè)之間將能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與共享。一個完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案需要水暖、土建、裝飾等多個專業(yè)協(xié)同的進行工作，而這一過程中必然會涉及到數(shù)據(jù)的傳遞與共享問題，通過中性數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計所涉及到的數(shù)據(jù)將能以統(tǒng)一的格式在系統(tǒng)內(nèi)部進行傳輸，進而保證不同專業(yè)間協(xié)同工作的效率。

4.4　鋼結(jié)構(gòu)建模

在建筑工程不斷向著大跨度、大空間發(fā)展的趨勢之下，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也隨之越來越廣，而BIM技術(shù)的應(yīng)用則能進一步保證這一結(jié)構(gòu)在建筑工程中能有效的發(fā)揮自身作用，并在此基礎(chǔ)上確保這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用的安全性。鋼結(jié)構(gòu)是通過梁柱連接來實現(xiàn)的，而不同的連接方式在結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)出的特性也有所不同，這樣的特點也進一步的為建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計增加了難度。在實際的工作過程中，BIM技術(shù)可以通過對鋼結(jié)構(gòu)梁高度的計算來針對性的對所有連接件進行設(shè)計，并進行參數(shù)化處理。對于參數(shù)的調(diào)整，設(shè)計人員可以借助BIM技術(shù)的參數(shù)共享功能來完成對鋼結(jié)構(gòu)中螺栓等連接件數(shù)量和間距的控制。

5　結(jié)語

在對BIM技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢進行分析的基礎(chǔ)上，這一技術(shù)在建筑工程與場地分析、建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同、建筑結(jié)構(gòu)性能分析、鋼結(jié)構(gòu)建模等四方面中的應(yīng)用方法進行了論述。總的來說，我們?nèi)詰?yīng)持續(xù)的對這一技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的合理應(yīng)用進行研究，進而保證設(shè)計方案的完善性。

[1]皮丹.基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].山西建筑,2017,(16).

[2]張權(quán),文兵.基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探討[J].建筑技術(shù)開發(fā),2017,(20).

[3]王耀銳.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].魅力中國,2017,(51).

[4]王鳳起.BIM技術(shù)應(yīng)用發(fā)展研究報告[J].建筑技術(shù),2017,(11).