建筑信息模型（BIM）研究配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)

李葉棟

摘 要：當(dāng)前的建筑行業(yè)面臨著信息和資源方面的嚴(yán)重匱乏，來(lái)自可持續(xù)發(fā)展的壓力也越來(lái)越大，建筑效率的提高勢(shì)在必行，新技術(shù)革命的浪潮即將到來(lái)，設(shè)計(jì)師和工程師們也希望可以發(fā)現(xiàn)一種新技術(shù)來(lái)幫助他們合理利用建筑資源，因此，建筑信息模型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文通過(guò)研究建筑信息模型，進(jìn)而探討配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系及其相關(guān)模型的構(gòu)成。嘗試提出適用于配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系的模型類型及其構(gòu)成，并構(gòu)建模型與信息之間的聯(lián)系，形成完整的配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系，完善建筑信息模型應(yīng)用框架。

關(guān)鍵詞：BIM 配筋砌塊砌體 建筑結(jié)構(gòu)

引言：建筑作為人類生活必須的物質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)，隨著人類物質(zhì)生活水平的提高和現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，建筑行業(yè)得到了政府的相關(guān)政策扶持，并借助需求的驅(qū)動(dòng)和良好的經(jīng)濟(jì)勢(shì)頭飛速發(fā)展。但是隨著越來(lái)越多的外資建筑企業(yè)不斷涌入中國(guó)建筑市場(chǎng)，我國(guó)建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也變得更加激烈。

一、項(xiàng)目研究現(xiàn)狀

建筑信息模型運(yùn)用廣泛，相關(guān)研究也很深入，比如說(shuō)國(guó)外的斯坦福大學(xué)就曾開(kāi)發(fā)出基于BIM模型的多學(xué)科優(yōu)化方法，該方法可以用于建筑熱能方面的設(shè)計(jì)。通過(guò)數(shù)據(jù)模型的分析處理，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)引入?yún)?shù)分析BIM模型的工作方式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)建筑物能量與采光輻射等方面存在的問(wèn)題，這可以協(xié)助工程師進(jìn)一步完善自己的設(shè)計(jì)理念，并更好的理解建筑能源轉(zhuǎn)化方面的知識(shí)。我國(guó)也有建筑學(xué)家在此方面進(jìn)行過(guò)研究，針對(duì)建筑行業(yè)采用的虛擬設(shè)計(jì)與施工流程，開(kāi)發(fā)出了一套完整的框架系統(tǒng)。

在“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”模塊中，就曾結(jié)合了我國(guó)建筑業(yè)生產(chǎn)與管理的現(xiàn)狀，對(duì)建筑業(yè)企業(yè)的資源處理和信息集成技術(shù)等問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)建筑業(yè)系統(tǒng)集成和協(xié)同工作問(wèn)題以及綜合化管理進(jìn)程，強(qiáng)化企業(yè)管理模式和生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新。

二、配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系建筑信息模型構(gòu)成

（1）配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系的信息需求

為解決在出現(xiàn)工程中的模型架構(gòu)問(wèn)題，配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系從建筑工程全生命周期的角度對(duì)工程中出現(xiàn)的模型架構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)整，并從建筑行業(yè)中各個(gè)相關(guān)參與方的角度對(duì)整個(gè)建筑信息模型的流動(dòng)情況進(jìn)行分析，結(jié)合時(shí)間與空間等特定因素，根據(jù)情況全面地研究配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系中存在的信息需求。

建筑物與一般的工業(yè)產(chǎn)品不同，它雖然也歸類于人造產(chǎn)品之列，但擁有其自身的特點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)，多樣性的表現(xiàn)十分明顯，不同地區(qū)的建筑物對(duì)位置也有要求，受其功能需求和地理位置的限制，工程設(shè)計(jì)師的想法也是大不相同，最終形成的建筑產(chǎn)品五花八門(mén)，基本不會(huì)出現(xiàn)兩棟完全一樣的建筑。建筑整個(gè)生命周期內(nèi)，參與設(shè)計(jì)和施工的人員眾多，其中包括工程設(shè)計(jì)師和建筑工人等，且不僅限于此，他們都對(duì)配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系的信息有著相關(guān)需求。

（2）配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用

針對(duì)一般建筑物來(lái)講，其建筑中的信息主要來(lái)源于一些專業(yè)的幾何信息、定位信息等，材料和物理信息的應(yīng)用也很廣泛，同時(shí)，對(duì)于工程時(shí)間的掌握也不容忽視。當(dāng)建筑采用配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，它的主要工作方式是采用混凝土小型空心砌塊中的劈裂砌塊等進(jìn)行園林景觀的設(shè)計(jì)，實(shí)際應(yīng)用效果如圖所示：

建筑物構(gòu)成要件所使用的材料主要以裝飾性砌塊的運(yùn)用為主，通過(guò)不同的砌塊大小與形狀的排列組合，加上不同顏色的變化，構(gòu)建出合適的建筑景觀，這其中的搭配除了裝飾性的建筑材料構(gòu)成之外，還存在功能性的建筑構(gòu)件部分，比如保溫墻體的鋪設(shè)。在配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系中采用的另一種比較常見(jiàn)的方案是夾芯墻墻體，這種墻體從功能與材料層面上主要由三個(gè)部分組成：外葉墻、內(nèi)葉墻以及中間的保溫材料層，這種組成方式可以加強(qiáng)材料本身的適應(yīng)性，使其能夠在多種環(huán)境下發(fā)揮作用。

三、BIM平臺(tái)構(gòu)筑配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系的建筑信息模型研究

（1）BIM平臺(tái)研究

傳統(tǒng)建筑行業(yè)模型的建立需要花費(fèi)很多的時(shí)間和精力，為了能夠克服這種弊端，并建立基于該設(shè)計(jì)框架的建筑信息模型，我們需要結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行快速的模型構(gòu)建。BIM的實(shí)現(xiàn)一般需要貫穿整個(gè)建筑項(xiàng)目生命周期的始終。BIM的應(yīng)用需要大量相關(guān)軟件的幫助，在同類軟件的應(yīng)用過(guò)程中不能始終依賴某一個(gè)特定程序，為了充分發(fā)揮建筑信息模型的使用價(jià)值，需要涉及更多的軟件。

如圖所示，這四類軟件是構(gòu)成BIM軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)，這四個(gè)方面的不斷延伸組成了貫穿整個(gè)建筑生命周期的BIM軟件系列。其中的核心軟件就是建模軟件，分析計(jì)算軟件是對(duì)建立的模型進(jìn)行優(yōu)化的軟件，可視化模擬軟件是對(duì)優(yōu)化過(guò)后的模型進(jìn)行模擬的軟件，最后得出的建筑信息需通過(guò)管理軟件在建筑的使用過(guò)程中進(jìn)行信息的全程監(jiān)控和管理工作。

（2）砌體建筑信息模型架構(gòu)

在整個(gè)設(shè)計(jì)架構(gòu)中，與建筑工程相關(guān)的所有元素統(tǒng)稱為目標(biāo)，其中包含代表建筑工程主要部分的目標(biāo)，不構(gòu)成實(shí)際工程的相關(guān)目標(biāo)以及用于工程定位測(cè)量的基準(zhǔn)，并且需要用于二維視圖等高級(jí)操作表達(dá)目標(biāo)對(duì)象的狀態(tài)。在建筑信息模型中構(gòu)成建筑工程實(shí)體的對(duì)象稱之為模型，包含主體部分以及其他構(gòu)件組成部分。主體對(duì)象是指可以在建筑用地獨(dú)立建造的實(shí)體單元對(duì)象，如墻體和樓板等。主體對(duì)象是建筑物的重要組成部分，其構(gòu)造與組成方式不允許修改，只能對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，而構(gòu)件部分則可以根據(jù)建設(shè)過(guò)程中的其他需求進(jìn)行靈活的改變。

四、結(jié)論

本文主意圍繞目前正處于穩(wěn)步發(fā)展的BIM技術(shù)，結(jié)合其在新型建筑結(jié)構(gòu)體系中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)應(yīng)用情況進(jìn)行深入的探索與實(shí)踐研究，將BIM技術(shù)應(yīng)用于配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)體系之中，從建筑生命全周期的角度與建筑相關(guān)參與方的角度，對(duì)該新型建筑結(jié)構(gòu)體系提出了比較全面的建筑信息模型框架。

簡(jiǎn)而言之，如今BIM與新型建筑技術(shù)相輔相成，是建筑行業(yè)與新興技術(shù)的完美結(jié)合，提高了新技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用能力和影響范圍，有效推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，然而建筑信息模型的價(jià)值還未被完全發(fā)掘，為了使該系統(tǒng)能夠更好的服務(wù)于建筑業(yè)，仍然需要大量科研工作者的共同努力。

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