簡(jiǎn)述BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

徐 正 宋建標(biāo)

（華匯工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 浙江紹興 312000）

現(xiàn)如今，因?yàn)槭艿紹IM技術(shù)和實(shí)際發(fā)展的影響下，BIM軟件已經(jīng)越來(lái)越完善了。而且在我國(guó)的很多領(lǐng)域上都開(kāi)始運(yùn)用BIM技術(shù)了，例如：建筑工程設(shè)計(jì)、建筑工程施工與運(yùn)營(yíng)等多個(gè)領(lǐng)域上都開(kāi)始運(yùn)用BIM技術(shù)，BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)可以應(yīng)用到很多的部門(mén)，因此，可以讓施工方、業(yè)主、設(shè)計(jì)人員等一起共用這一個(gè)BIM技術(shù)數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)中的三維立體模型構(gòu)建技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，具有先進(jìn)性、可視性的優(yōu)勢(shì)，將該技術(shù)應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于傳統(tǒng)的CAD技術(shù)產(chǎn)生的較大的沖擊，因此可以使施工單位加深對(duì)建筑的理解能力提高建筑的質(zhì)量。

1 BIM概述

BIM技術(shù)是一種先進(jìn)的信息化技術(shù)，其中包括多種先進(jìn)的信息技術(shù)功能，利用龐大的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的仿真，實(shí)現(xiàn)了模型設(shè)計(jì)的直觀可視化，可以說(shuō)該技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用，推進(jìn)了建筑行業(yè)的一次歷史性革命。隨著建筑行業(yè)與人們需求的不斷發(fā)展與提高，人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的功能性、安全性及質(zhì)量性有了更高的要求，建筑工程項(xiàng)目中所囊括的信息量也在與日俱增，如果將這些信息進(jìn)行收集、整理、利用的話(huà)，那么在建設(shè)其他建筑的時(shí)候就可以借鑒，增加實(shí)際工作中的效率，而且還能縮短建筑周期進(jìn)而節(jié)約成本，提高施工人員的建筑質(zhì)量，在面對(duì)一些突發(fā)事件的時(shí)候我們也能更好的應(yīng)對(duì)。所以BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展有著促進(jìn)的作用。而且BIM技術(shù)讓以前的平面設(shè)計(jì)向立體設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，由二維到三維的轉(zhuǎn)變，通過(guò)運(yùn)用數(shù)字模型對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)的建造、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)方面，使企業(yè)能夠降低成本，讓我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)能夠快速的發(fā)展。

2 BIM模型所包含的設(shè)計(jì)項(xiàng)目

2.1 構(gòu)件方面

在建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)中運(yùn)用BIM技術(shù)可以起到很好的效果，因?yàn)锽IM技術(shù)可以將內(nèi)容、構(gòu)件材料、尺寸、荷載等信息更加直觀的表現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)人員能夠隨時(shí)的使用和分享這些信息，使設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和效率性得到提高。特別是在結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)上，使用BIM技術(shù)可以非?？斓膶?duì)連接構(gòu)件進(jìn)行分析，從而與節(jié)點(diǎn)更好的結(jié)合在一起，這樣在參數(shù)的計(jì)算過(guò)程中，能夠更準(zhǔn)確計(jì)算。比如在對(duì)混凝土的構(gòu)件，我們可以利用BIM技術(shù)計(jì)算出鋼筋和混凝土的用量進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，這樣可以讓我們更容易壓縮成本，讓企業(yè)能更快速的發(fā)展。

2.2 整體層次關(guān)系

在使用BIM技術(shù)的時(shí)候我們首先需要建模，因此我們需要大量的信息數(shù)據(jù)，而B(niǎo)IM技術(shù)可以對(duì)我們的模型進(jìn)行優(yōu)化，這樣我們的施工單位就能夠知道標(biāo)準(zhǔn)的施工模型，為施工人員提供最可靠的方案，這樣有利于施工單位的建設(shè)工作。再而就是面對(duì)一些可能出現(xiàn)的突發(fā)事件可以做出預(yù)測(cè)，在各部門(mén)之間也能做出合理的安排。

3 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可視化

BIM技術(shù)是依據(jù)三維模型技術(shù)，應(yīng)用到建筑行業(yè)上的新型技術(shù)。在使用的時(shí)候可以直觀的展現(xiàn)給用戶(hù)，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中多是用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。這種設(shè)計(jì)相對(duì)于BIM技術(shù)，在視覺(jué)效果上比較差，不夠直觀，而且建筑結(jié)構(gòu)很難展現(xiàn)在用戶(hù)面前，因此BIM技術(shù)更受企業(yè)的喜愛(ài)。而且在建模后還可以對(duì)建筑進(jìn)行技術(shù)調(diào)整，方便技術(shù)人員和施工人員改進(jìn)或者改正不足。

3.2 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

首先我們?cè)诮⒛Ｐ偷臅r(shí)候需要一個(gè)包含建筑信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，這些數(shù)據(jù)都是相互聯(lián)系的，設(shè)計(jì)人員就可以利用這些數(shù)據(jù)對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，而且我們?cè)谠O(shè)計(jì)模型的時(shí)候可以對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，正在在我們獲得新的數(shù)據(jù)時(shí)方便對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整，所以說(shuō)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在可以讓模型變的更加的準(zhǔn)確、可靠，讓施工人員可以更高效的進(jìn)行施工。

3.3 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)建模中的具體應(yīng)用

在大跨度的建筑物中用到最多的建筑形式就是鋼結(jié)構(gòu)，其在建模中往往需要應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)鏈接和增強(qiáng)件布置等多個(gè)方面的難點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中需要涉及到梁柱連接、梁梁鉸接以及梁梁剛接等各種不同的連接形式，所以在設(shè)計(jì)中一般需要根據(jù)梁的高度，來(lái)將各個(gè)連接件進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)并要將其參數(shù)化。BIM系統(tǒng)可以做到參數(shù)共享，因此只需要對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整就能得到新的連接，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員只需要對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整，就能找到加強(qiáng)件和連接件的位置了。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM應(yīng)用的難點(diǎn)

在使用BIM軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的時(shí)候，因?yàn)橄鄬?duì)于以往的二維模式，要用到很多的模塊參變量和系統(tǒng)參數(shù)，而且相對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件BIM軟件要復(fù)雜的多，因此首先操作難度就會(huì)增加，尤其當(dāng)一些參數(shù)的設(shè)定出現(xiàn)了問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題。在進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的形式，往往BIM技術(shù)很難完美的呈現(xiàn)出使用者想要的結(jié)果，因此這時(shí)候很多的設(shè)計(jì)人員就會(huì)放棄BIM技術(shù)進(jìn)而使用原來(lái)CAD等軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

結(jié)構(gòu)工程師在建立BIM模型時(shí)，特別注意的地方就是物理模型能否自動(dòng)生成平法施工圖文檔以及能否正確變?yōu)榭梢员唤Y(jié)構(gòu)分析軟件識(shí)別的結(jié)構(gòu)分析模型。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性分析計(jì)算是最初的環(huán)節(jié)，也是重要問(wèn)題，BIM建立的是完全的數(shù)據(jù)庫(kù)式模型，從理論上來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)BIM物理模型與結(jié)構(gòu)分析模型之間雙向無(wú)縫連接。

5 BIM在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的處理辦法

5.1 建立完整的項(xiàng)目樣板

在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中，都是通過(guò)項(xiàng)目樣板進(jìn)行設(shè)計(jì)的。而項(xiàng)目樣板中包含的信息很復(fù)雜，包含了標(biāo)準(zhǔn)化處理的線(xiàn)型、字體以及符號(hào)等方面。將BIM技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)里面來(lái)，在模板的建設(shè)中更加的迅速，避免很多地方的重復(fù)，增加工作效率?，F(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)建立一個(gè)符合我國(guó)實(shí)際情況的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)了。而且在滿(mǎn)足不同用戶(hù)，不同要求的問(wèn)題上也有了突破性的進(jìn)展，面對(duì)不同的用戶(hù)也能針對(duì)性的進(jìn)行指導(dǎo)。

5.2 設(shè)計(jì)符合要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件

在建筑結(jié)構(gòu)中，梁、柱以及樓板等都是非常重要的基礎(chǔ)部件，因此這些部件對(duì)于建筑來(lái)說(shuō)，有著非常重要的支撐作用，通常來(lái)說(shuō)，它們一般為預(yù)制部件、現(xiàn)澆部件以及各種更結(jié)構(gòu)部件等。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)建立在實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，沒(méi)有工程項(xiàng)目的建設(shè)都存在一定的不同之處，因此在結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)與選取方面，應(yīng)嚴(yán)格審核設(shè)計(jì)方案，對(duì)部件的實(shí)用性及澆筑的方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性。

6 結(jié)語(yǔ)

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之所以越發(fā)重要，是因?yàn)槲覈?guó)的建筑數(shù)量不斷增多，同時(shí)樓層數(shù)量以及高度都在增加，這意味著建筑的抗震性能以及穩(wěn)定性必須要不斷加強(qiáng)，因此科學(xué)的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確保建筑結(jié)構(gòu)能夠承受各種環(huán)境下的外力作用，這樣才能夠確保國(guó)家以及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。BIM技術(shù)對(duì)進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量及效率有著重要意義，并可以幫助建筑企業(yè)在建筑產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中有效降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的成本投入，為建筑企業(yè)帶來(lái)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

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