BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的應(yīng)用

向昊

混凝土結(jié)構(gòu)課程作為建筑類專業(yè)的主要課程，主要包括兩大部分，即混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。教學(xué)過程中充分利用BIM技術(shù)，可以提高教學(xué)效率，順利完成教學(xué)目標(biāo)。

1 BIM技術(shù)優(yōu)勢分析

二維圖紙是建筑行業(yè)在進(jìn)行三維設(shè)計(jì)時(shí)，為提高建筑效率和實(shí)際精度的準(zhǔn)確性而設(shè)計(jì)的，為后期CAD輔助設(shè)計(jì)和繪圖提供很大方便。但二維圖紙也存在很多缺點(diǎn)，最主要的問題就是它所傳遞出的信息不夠全面和直觀，很多施工方在拿到圖紙時(shí)一時(shí)不能理解設(shè)計(jì)者所要表達(dá)的想法和意圖[1]。比如建筑施工圖紙，他就需要施工方將建筑各個(gè)面的詳細(xì)構(gòu)造圖整合在一起才能得出建筑的大概外形。

而利用BIM技術(shù)，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以直接利用動(dòng)態(tài)檢查或者實(shí)際模擬的方法，使工程的設(shè)計(jì)和施工過程達(dá)到透明化，做到隨時(shí)檢查和排漏，大大減少施工過程中的交流和程序。而且，混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中通過BIM技術(shù)的模型建構(gòu)功能，通過技術(shù)塑造設(shè)計(jì)的多維空間方案，可以將成本、人工等信息輸入到模型中，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢。

2 混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中BIM技術(shù)的應(yīng)用方法

本部分以混凝土結(jié)構(gòu)課程為例進(jìn)行分析。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，混凝土結(jié)構(gòu)課程理論復(fù)雜、枯燥，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、建筑設(shè)計(jì)方案等，造成學(xué)生興趣不濃厚，無法整體看待結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，學(xué)生也無法將理論與實(shí)際相互聯(lián)系起來，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)中引入BIM技術(shù)，可以最大程度解決這些問題。

2.1 識(shí)圖課程中的應(yīng)用

混凝土結(jié)構(gòu)平法識(shí)圖的主要內(nèi)容就是平法制圖規(guī)則，核心思想就是構(gòu)件配筋信息通過抽象數(shù)據(jù)符號(hào)展現(xiàn)出來。平法以二維平圖紙為基礎(chǔ)，但具體工程是三維立體的，學(xué)生只有將抽象的2D圖像想象成3D模型，與平法對(duì)應(yīng)，才能確保學(xué)生在沒有施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)兩者轉(zhuǎn)換[2]?；炷两Y(jié)構(gòu)平法視圖課程教學(xué)中，內(nèi)容諸多。這里以混凝土結(jié)構(gòu)板式樓梯的平法施工圖識(shí)讀為例，教學(xué)過程中存在平面施工詳圖識(shí)讀時(shí)，大部分學(xué)生具有建筑施工識(shí)圖能力，可以對(duì)樓梯構(gòu)造基本明確，但是識(shí)圖準(zhǔn)確率普遍偏低，學(xué)習(xí)質(zhì)量不理想，且難以理解平法標(biāo)注的配筋信息，無法有效聯(lián)系配筋信息與鋼筋實(shí)體，影響到教學(xué)質(zhì)量。

應(yīng)用BIM設(shè)計(jì)軟件Revit建模是三維仿真的，在軟件中可以從各個(gè)角度觀察結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)組成清晰明了，直觀性強(qiáng)。通過Revit Structure三維建模能將二維平法施工圖中抽象的鋼筋信息直觀地顯示出來，如鋼筋位置和鋼筋排布情況。引入Revit Structure三維模型（以BIM技術(shù)為核心的三維建筑設(shè)計(jì)工具），這種模型具有較強(qiáng)的可視性、結(jié)構(gòu)直觀課件，且可以對(duì)模型進(jìn)行多視角觀察，將樓梯結(jié)構(gòu)的組成與構(gòu)造全方位的展現(xiàn)出現(xiàn)來，幫助學(xué)生理解平法制圖規(guī)則，避免機(jī)械記憶的不足，對(duì)比分析模型與圖紙，培養(yǎng)與提高學(xué)生空間想象能力與平法施工圖能力，課堂上應(yīng)用效果顯著，具有推廣價(jià)值。

2.2 施工項(xiàng)目管理與質(zhì)量管理

引入BIM技術(shù)后，通過其中含有的4D模擬仿真建造技術(shù)將工程設(shè)計(jì)階段所有完成的3D建筑信息模型，以時(shí)間維度串聯(lián)起來構(gòu)成一個(gè)4D模擬施工動(dòng)畫，并在計(jì)算機(jī)上完成模型建立，借助三維可視化設(shè)備虛擬描述該項(xiàng)目。教學(xué)課堂上依照工程項(xiàng)目的施工進(jìn)度安排模擬實(shí)際工程建造，也能通過虛擬項(xiàng)目實(shí)施環(huán)境發(fā)現(xiàn)可能存在的問題及風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)這些問題采取具體解決方法，根據(jù)方案調(diào)整模型與施工計(jì)劃，讓學(xué)生可以清楚感受到施工計(jì)劃優(yōu)化前后的變化，掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。此外，還可以模擬施工中可能出現(xiàn)的變更、簽證等對(duì)施工方案產(chǎn)生影響的情況，通過快速調(diào)整模型重新組織進(jìn)度計(jì)劃。這種教學(xué)方法要比傳統(tǒng)教學(xué)模式生動(dòng)、有趣，大幅度提高教學(xué)質(zhì)量。

施工質(zhì)量管理這部分內(nèi)容講解時(shí)，同樣可以借助BIM模式＋材料信息，通過建立模型，根據(jù)施工順序逐步搭建一個(gè)個(gè)建筑模型，將施工建造過程完整的反應(yīng)出來，同時(shí)還可以讓學(xué)生全面了解建筑物各構(gòu)件組成及相互關(guān)系，教師詳細(xì)講解各個(gè)構(gòu)建的施工要點(diǎn)，通過這樣全面理論＋實(shí)踐授課方式，學(xué)生可以清晰感知到施工質(zhì)量管理的重難點(diǎn)所在。如鋼筋工程質(zhì)量控制內(nèi)容講解時(shí)，通過三維模型分別將墻、梁、板、柱構(gòu)建展現(xiàn)出來，學(xué)生通過觀看模型就等于看到了施工現(xiàn)場綁扎好的鋼筋成品，對(duì)于施工與質(zhì)量控制要點(diǎn)一目了然[3]。

2.3 構(gòu)建完善課程體系

院校可以設(shè)置專業(yè)講授BIM技術(shù)的課程。為了充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中貫穿BIM技術(shù)，并向?qū)W生詳細(xì)講解BIM技術(shù)，讓學(xué)生對(duì)這種新技術(shù)有一個(gè)全面了解。考慮到BIM技術(shù)可以應(yīng)用到整個(gè)工程建設(shè)中，本身具有連續(xù)性和關(guān)聯(lián)性，所以學(xué)校在開設(shè)BIM課程時(shí)，還應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容中加入設(shè)計(jì)、施工等相關(guān)知識(shí)的滲透和融合，便于學(xué)生在以后實(shí)際應(yīng)用中能更好的融會(huì)貫通，將BIM技術(shù)與各科知識(shí)融合應(yīng)用。

3 結(jié)語

總之，BIM技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中充分利用該技術(shù)。同時(shí)需要教師不斷提高自身專業(yè)素質(zhì)，熟練掌握BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中的應(yīng)用，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，為社會(huì)輸送德才兼?zhèn)涞慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人才。

[1]張憲江.BIM技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2016（03）：217～218.

[2]趙立恒，劉杰，張劍鋒.BIM技術(shù)在建筑施工技術(shù)課程教學(xué)中的研究[J].黑龍江科學(xué)，2018，9（04）：158～159.

[3]張艷芬.BIM技術(shù)在高職結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（06）：221～222.