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

劉勇

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計直接關(guān)系到了建筑工程建造的合理程度，為此，設(shè)計人員需要提高對結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的重視程度，并結(jié)合建筑工程的實際要求，確保建筑性能的完善程度，應(yīng)用先進(jìn)的BIM技術(shù)提高設(shè)計方案的科技含量和精確程度，進(jìn)而為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效率的提高提供支持，實現(xiàn)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；BIM技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

使用BIM技術(shù)取代傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方式是建筑行業(yè)的發(fā)展所需，該技術(shù)不僅實現(xiàn)了跨專業(yè)與跨部門的數(shù)據(jù)共享，還實現(xiàn)多單位的協(xié)同工作，并降低了建筑單位的建筑成本，在確保工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上高效完成建筑工程項目，但使用該技術(shù)依舊存在許多難點，這就需要國家和企業(yè)共同努力，解決BIM技術(shù)普及與推廣中的難點，實現(xiàn)我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定、快速發(fā)展。

2 BIM 技術(shù)概述

BIM技術(shù)主要是根據(jù)工程項目的各種數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，從而建立起來的一種三維建筑模型。而且BIM技術(shù)還能借助數(shù)字仿真模型將工程項目的各項真實信息完美的模擬出來，幫助相關(guān)的管理人員對工程項目進(jìn)行更加準(zhǔn)確和精細(xì)化的管理。

BIM技術(shù)其實就是通過收集各種施工信息，并根據(jù)這些信息創(chuàng)建三維模型。在建筑工程建設(shè)中，在整個過程都可以利用到BIM技術(shù)，而且要充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的作用，也必須將其應(yīng)用在所有環(huán)節(jié)，只有這樣，收集的信息才夠全面，進(jìn)而才能夠有效的幫助建筑企業(yè)實現(xiàn)對整個工程的有效設(shè)計。BIM技術(shù)源于國外，因此在一些西方國家應(yīng)用非常廣泛，但是在我國由于BIM技術(shù)起步較晚，所以相關(guān)的應(yīng)用還不夠成熟，而且有關(guān)BIM技術(shù)的一些政策法規(guī)也不夠完善，因此相關(guān)單位要想實現(xiàn)對BIM技術(shù)的應(yīng)用，就必須不斷的學(xué)習(xí)國外的一些先進(jìn)經(jīng)驗，并結(jié)合自身的實際情況，在施工管理中利用BIM技術(shù)，以達(dá)到提高工程施工質(zhì)量的目的。

3 BIM技術(shù)的特點

3.1 可視化

當(dāng)今我國建筑業(yè)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計使用的是建筑圖紙或者計算機進(jìn)行的，應(yīng)用計算機可以設(shè)計出清晰地效果圖，也為實際的施工過程提供出完整的建筑規(guī)格數(shù)據(jù)。因為通常被使用的二維技術(shù)不能把建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的真實效果如實的展現(xiàn)給人們，所以BIM技術(shù)的應(yīng)用則恰恰能作為補充，將二位技術(shù)的不足做出完美的補充，將效果圖通過三維技術(shù)更加清晰、明了的展示出來。

3.2 協(xié)調(diào)性

建筑設(shè)計較為廣泛，涉及的到的部門和專業(yè)都比較多，設(shè)計人員對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的同時就需要各個相關(guān)的部門工作人員相互配合，共同努力一起來完成。負(fù)責(zé)設(shè)計的單位也需要建立設(shè)計方面完善的規(guī)章制度，來規(guī)范施工。BIM技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ?nèi)部的空間在設(shè)置上更加的協(xié)調(diào)，促進(jìn)建筑施工時候各個環(huán)節(jié)能夠順暢的進(jìn)行作業(yè)。

3.3 模擬性

BIM技術(shù)最大的優(yōu)點就是能夠把建筑中相關(guān)的各類數(shù)據(jù)形成工程模型，更加方便設(shè)計者們的相互溝通、交流。IBM技術(shù)可以在數(shù)字模擬系統(tǒng)中進(jìn)行方案設(shè)計，計算不同材料的受力值，還可以自行計算形成統(tǒng)計圖。更加方便的為設(shè)計者提供設(shè)計依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)計算出配比值。由于施工現(xiàn)場的天氣、溫度、水紋、地理等等這些因素都有可能對建筑結(jié)構(gòu)造成相應(yīng)的影響，所以設(shè)計人員在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時就必須到施工的現(xiàn)場勘查現(xiàn)場情況，了解、掌握詳細(xì)的資料和數(shù)據(jù)，結(jié)合實際情況來設(shè)計高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)。BIM技術(shù)和實際的地理信息技術(shù)結(jié)合使用便可以把施工現(xiàn)場的環(huán)境和建筑模型全部模擬出來，更加方便設(shè)計人員對設(shè)計的更改和提高，也使技術(shù)人員能夠不到施工現(xiàn)場就能掌握所有工程施工中的信息，節(jié)省時間。

4 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用

4.1 在建筑結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用突破了CAD制圖的限制，將立體的建筑模型有效展示出來。傳統(tǒng)CAD建模，只能完成簡單的二維平面制圖，不能將三維實體模型構(gòu)建真實體現(xiàn)出來。BIM技術(shù)可以利用三維實體模型，將真實構(gòu)建展示到施工人員面前，突出整體結(jié)構(gòu)信息和構(gòu)件之間的關(guān)系。BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，可實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的可視化，與此同時，BIM技術(shù)可以快速發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，并提出合理的修復(fù)方案，以此來提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。例如，在國家會展中心設(shè)計中，室內(nèi)展覽面積為40萬平方米，室外展覽面積也在10萬平方米以上，由于施工體量較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，傳統(tǒng)CAD建模根本無法滿足施工要求。為此，項目總承包部門引入了BIM技術(shù)，對工程主體部分進(jìn)行建模，之后將建立好的模型與各專業(yè)建好的模型進(jìn)行融合，實現(xiàn)模型的有效修正，消除了建筑結(jié)構(gòu)中的各方面隱患，避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4.2 在鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計十分復(fù)雜，涉及到專業(yè)知識較多，尤其是布置加強件和連接鋼結(jié)構(gòu)中，任務(wù)較為繁重，很容易出現(xiàn)設(shè)計錯誤。為了解決上述難題，人們在鋼結(jié)構(gòu)建模中引入BIM技術(shù)，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，對鋼結(jié)構(gòu)梁高進(jìn)行計算，設(shè)計出專門的連接件。另外，BIM技術(shù)也可以通過相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)連接件的有效處理，并通過參數(shù)數(shù)據(jù)共享，對連接件的數(shù)量和間距進(jìn)行有效控制，設(shè)計人員只需在工作中調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，便可以完成新連接件設(shè)計工作。其次，BIM技術(shù)可繪制出相關(guān)加強件的大樣圖，判斷工程中加強件的具體位置，提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工過程的準(zhǔn)確性。

4.3 在建筑結(jié)構(gòu)性能中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計原理，主要是將建筑中各個部分中所涉及到的科學(xué)集中在一起，建立一個虛擬建筑物，實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的相互支撐。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)性能的科學(xué)分析，對建筑機構(gòu)的穩(wěn)定性、牢固性、抗震性等基本要求進(jìn)行判斷，確定各項數(shù)據(jù)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計工作中，設(shè)計人員只需要將BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到相關(guān)軟件中，利用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定建筑結(jié)構(gòu)整體性能是否滿足事先規(guī)劃好的標(biāo)準(zhǔn)，解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，有助于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的優(yōu)化，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

4.4 在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同中的應(yīng)用

BIM技術(shù)具有多重性含義，最為常見的便是力學(xué)性能、成本等。目前，很多模型構(gòu)件在應(yīng)用過程中都有了較為獨特的要求，從廣泛性角度來講，IFC模型最佳，幾乎可以滿足所有屬性要求。但一般的工程數(shù)據(jù)信息在BIM模型中都會進(jìn)行實時更新，為了使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不受到影響，可以采取以下措施：首先，根據(jù)設(shè)計區(qū)域的不同進(jìn)行分別設(shè)計，避免出現(xiàn)設(shè)計信息混亂。其次，在模型設(shè)計中應(yīng)該建立一個中性數(shù)據(jù)庫，保證設(shè)計者在交流過程中不出現(xiàn)問題。在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同處理過程中，設(shè)計人員如果能實現(xiàn)將所有數(shù)據(jù)整合在一起，并通過統(tǒng)一的BIM技術(shù)平臺，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，便可以確保建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計具有足夠的協(xié)調(diào)特性。

5 結(jié)束語

城市化進(jìn)程的加快推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計作為建筑工程中一個十分重要的環(huán)節(jié)，對建筑物的質(zhì)量和安全程度有著絕對性影響，而BIM技術(shù)的引入和應(yīng)用是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的根本性改革，在確保建筑工程質(zhì)量的同時，還能為設(shè)計人員提供新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，為此，設(shè)計人員需要加強對BIM技術(shù)的應(yīng)用和研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧乾.淺談BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用[J].江西建材，2017（6）：52.

[2]李巖巖.基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計流程管理研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2017（5）：15～16.

[3] 王珊珊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].居業(yè)，2017（3）：62+64.

[4]王智鵬.BIM建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程的研究與實現(xiàn)[J].智能城市，2017（3）：185+255.