建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

（天津市水利勘測設(shè)計院， 天津 300204）

1 BIM技術(shù)簡介

1.1 BIM技術(shù)概念

現(xiàn)代的建筑工程項目正在向大規(guī)模、高層化和綜合化的方向發(fā)展，在整個建筑工程的生命周期里往往需要通過各種渠道手段獲取大量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息對項目的各個參與方都具有重大意義，信息交流的不及時和不一致對工程質(zhì)量、建設(shè)成本和工程時效都會造成重大影響。建筑信息化模型（BIM）作為一個相對較為完備的信息模型，BIM不同于傳統(tǒng)的模型，而是從包括立項、設(shè)計到施工、交付使用在內(nèi)的整個生命周期中的全部工程信息和資源整合到一個模型中，可以同時為工程的各個參與方提供一致的建筑信息化模型，為其提供信息資源上的便利，實現(xiàn)設(shè)計施工一體化，以加強(qiáng)工程各參與方之間的溝通和協(xié)調(diào)。進(jìn)而達(dá)到降低工程成本，提高工程質(zhì)量，保證工程時效的目的。

1.2 BIM技術(shù)特點

BIM技術(shù)相比于傳統(tǒng)的設(shè)計流程主要具有數(shù)據(jù)信息化、數(shù)據(jù)可視化、信息集成化和設(shè)計一體化等顯著的特點。數(shù)據(jù)信息化是指BIM模型具有攜帶信息以及對信息進(jìn)行提取和處理的能力。BIM技術(shù)的核心就在于模型可以包含大量的信息，相較于傳統(tǒng)的設(shè)計模型，BIM技術(shù)的信息數(shù)據(jù)空容量更大，功能更全，聯(lián)系更緊密。因此設(shè)計和施工人員在提取數(shù)據(jù)時可以簡單快捷地獲得最全面和最可靠的信息，一方面避免了信息傳遞內(nèi)容缺失導(dǎo)致的信息遺漏，另外一方面也避免了信息交流不及時而造成的工期延誤和交流障礙。數(shù)據(jù)可視化是指BIM技術(shù)可以通過利用三維建模技術(shù)將真實的建筑結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來。不同于傳統(tǒng)的繪圖技術(shù)，BIM技術(shù)可以輕松地將建筑結(jié)構(gòu)的三維立體模型呈現(xiàn)給不同的工程參與者，以幫助各個不同層次的用戶直觀簡便地了解建筑結(jié)構(gòu)的整體布局，該項技術(shù)可以幫助工程參與者選擇最佳的設(shè)計和施工方案，并提前發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題和缺陷，避免資源的浪費(fèi)，提高建筑的整體質(zhì)量。信息集成化是指在BIM技術(shù)的平臺模型下可以滿足多部門設(shè)計人員同時參與設(shè)計，實現(xiàn)信息集成化的目標(biāo)。在BIM技術(shù)平臺的數(shù)據(jù)庫中，即包含了包括建筑結(jié)構(gòu)的幾何尺寸信息，也包含了材料、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)等設(shè)計相關(guān)的各個方面的信息，打破了傳統(tǒng)的CAD技術(shù)只能單人、單個部門同時設(shè)計的限制，而是各個部門的設(shè)計人員都能在平臺上根據(jù)實際需要進(jìn)行協(xié)同設(shè)計，提高了各個設(shè)計者之間的交流互動程度，提高了設(shè)計的速度。設(shè)計一體化是指在BIM技術(shù)平臺下設(shè)計出的建筑模型，除了建筑工程的外觀和結(jié)構(gòu)外，還包含了包括建筑工程的光源布置、供電安排等諸多方面在內(nèi)的其他設(shè)計?？梢夿IM技術(shù)建立的模型涵蓋了整個建筑工程的方方面面，形成了設(shè)計一體化的平臺。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)模型

在整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，可以利用BIM技術(shù)構(gòu)建出一個相比于傳統(tǒng)方式更為完整的建筑整體，充分并且準(zhǔn)確地描述整體建筑結(jié)構(gòu)模型之間的相互關(guān)系。便于各個參與方從整體上了解和把握建筑工程。在BIM模型中，不只包含建筑的結(jié)構(gòu)信息，同時也包括了力學(xué)性能、材料、供水供電等各個方面的信息。在對某一部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模的同時也要考慮到其他的相關(guān)信息。

2.2 分析建筑結(jié)構(gòu)性能

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不單純是各個部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)合，更要關(guān)注整個建筑結(jié)構(gòu)作為一個整體的表現(xiàn)，既要保證建筑結(jié)構(gòu)在一定的震動或者荷載條件下仍能保持穩(wěn)定和滿足一定的使用要求。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)入各項數(shù)據(jù)參數(shù)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中就能夠全面地考慮到各個因素的影響。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計

傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員往往是按照各自分工獨(dú)立完成設(shè)計后再集體匯總，這就造成了各個部門甚至部門內(nèi)部各個設(shè)計員之間的溝通缺乏。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計人員能夠共同完成建筑工程設(shè)計任務(wù)，各項信息數(shù)據(jù)相互實現(xiàn)了匯總和交流，可以有效地提升設(shè)計過程中效率和協(xié)調(diào)性。

3 BIM技術(shù)現(xiàn)存問題研究

雖然BIM技術(shù)目前由于其獨(dú)特的優(yōu)勢正在得到越來越多設(shè)計公司的認(rèn)可和應(yīng)用，但是依然存在著許多的問題。首先是由于BIM技術(shù)剛剛進(jìn)入我國設(shè)計行業(yè)，因此沒有形成規(guī)范的技術(shù)體系和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各公司均采用自己的規(guī)范形式，不利于BIM技術(shù)的大規(guī)模推廣使用。其次，我國目前關(guān)于BIM技術(shù)的法律制度尚不完善，對于知識產(chǎn)權(quán)的認(rèn)定，責(zé)任范圍的劃分都存在一定程度的紕漏，也在一定程度上影響了BIM技術(shù)在我國的普及。再次，國內(nèi)目前BIM技術(shù)開發(fā)者較少，普遍使用從國外購回的BIM軟件，BIM技術(shù)中所應(yīng)用到的軟件在國內(nèi)少有人研究開發(fā)。國內(nèi)外軟件使用習(xí)慣的不同也在一定程度上影響著設(shè)計人員的工作效率，不利于我國對于BIM技術(shù)的應(yīng)用。最后，由于國內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用較晚而且沒有得到廣泛應(yīng)用，也缺乏相應(yīng)的培訓(xùn)和教學(xué)，因此國內(nèi)的一些設(shè)計人員也不具備或者是不完全具備BIM技術(shù)所需的專業(yè)素養(yǎng)，不能很好地利用BIM技術(shù)，與此同時BIM技術(shù)本身仍不完善，處于不斷開發(fā)和完備的階段，就對使用者提出了更高的要求。

4 針對現(xiàn)存問題的改進(jìn)對策研究

4.1 建立健全的行業(yè)規(guī)范

在建筑行業(yè)中，行業(yè)規(guī)范具有基礎(chǔ)性、指導(dǎo)性和標(biāo)準(zhǔn)性的作用。建立了健全的行業(yè)規(guī)范后，方便行業(yè)內(nèi)和行業(yè)間的交流溝通，也方便了社會監(jiān)督和招投標(biāo)工作。要想建立健全的行業(yè)規(guī)范就需要全體從業(yè)人員的努力以及政府部門的協(xié)調(diào)和制定，這一方面要求從業(yè)人員具有較高的職業(yè)道德和責(zé)任心，另一方面也要求政府適當(dāng)?shù)貐⑴c到行業(yè)內(nèi)，參與制定行業(yè)規(guī)范。

4.2 建立健全的法律制度

在產(chǎn)權(quán)認(rèn)定和責(zé)任劃分階段，法律制度起到?jīng)Q定性的作用，因此建立健全的行業(yè)法律制度刻不容緩。在健全法律制度的過程中，政府要更多地聽取業(yè)內(nèi)人士的看法，參考從業(yè)人員的意見。

4.3 開展BIM技術(shù)的教學(xué)和培訓(xùn)

為了提高從業(yè)人員的整體水平，需要對尚不了解BIM技術(shù)的從業(yè)人員進(jìn)行系統(tǒng)的教學(xué)，對已經(jīng)掌握BIM技術(shù)的技術(shù)人員定期進(jìn)行培訓(xùn)。開展系統(tǒng)的教學(xué)培訓(xùn)，需要從社會層面、公司層面和部門層面多方面進(jìn)行，使得從業(yè)人員在法律法規(guī)、行業(yè)規(guī)范和具體的設(shè)計需要上全方位地了解掌握BIM技術(shù)。

5 總結(jié)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個需要多方協(xié)同參與、設(shè)計周期較長、數(shù)據(jù)量龐大的工作，BIM技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)信息化、數(shù)據(jù)可視化、信息集成化和設(shè)計一體化等方式提高設(shè)計效率、縮短整個項目的設(shè)計周期并提高建筑的可靠度。目前我國的BIM技術(shù)發(fā)展尚不完善，在應(yīng)用中還存在著許多亟待解決的問題，只有通過建筑行業(yè)的從業(yè)者和政府監(jiān)管部門的協(xié)作努力才能實現(xiàn)整體進(jìn)步。

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