BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

楊春白雪 吳 平 王馨竹

（井岡山大學(xué) 建筑工程學(xué)院， 江西 吉安 343009）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，BIM 技術(shù)就是其中一項非常重要的技術(shù)。目前，隨著BIM（建筑信息模型）技術(shù)和概念的發(fā)展，BIM軟件產(chǎn)品不斷改進(jìn)。BIM技術(shù)當(dāng)前已被廣泛應(yīng)用于中國的建筑工程設(shè)計、施工和運(yùn)營中。但是就目前來說，中國的BIM技術(shù)人員相對較少。本性技術(shù)因其專業(yè)門檻較高，應(yīng)該由相關(guān)單位進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提升專業(yè)技能才能發(fā)揮出BIM的技術(shù)優(yōu)勢。由于國內(nèi)BIM技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用時間短，建筑公司在使用某些相關(guān)軟件應(yīng)用時通常存在缺陷。這樣會影響到工程的開展進(jìn)度，減少了其可靠性，在某些實(shí)質(zhì)性問題產(chǎn)生誤導(dǎo)。因此，我們需要針對這些問題，對BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中地應(yīng)用進(jìn)行深入地分析。

1 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 可視化

BIM技術(shù)可以比較直觀地顯示建筑工程師的設(shè)計理念和建筑公司施工人員內(nèi)部溝通的相關(guān)建筑模型的三維結(jié)構(gòu)，并為建筑模型提供技術(shù)指導(dǎo)。在建筑結(jié)構(gòu)分析過程中，此項技術(shù)大大提升了工作效率，節(jié)約了時間成本，降低了企業(yè)的資金和人力資源的壓力。然后，建筑師可以通過BIM分析建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計缺陷和設(shè)計優(yōu)化。分析出其中的優(yōu)劣性，制作出總體方案，通過調(diào)整很大程度的提高項目工程的整體質(zhì)量以及耐用性，整體提高建筑項目的質(zhì)感與特色。

1.2 協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)可以在建筑內(nèi)部空間的設(shè)置階段發(fā)揮出協(xié)調(diào)作用。比如像建筑物內(nèi)部的消防系統(tǒng)布局，水管的鋪設(shè)，布線的布局和樓梯間的布局。設(shè)計師可以通過BIM技術(shù)制定合理的計劃，以幫助減少項目建設(shè)中的實(shí)際沖突。鋼筋混凝土是建筑工程中的重要項目之一。用特殊符號做出標(biāo)記，以求更好的設(shè)計效果。設(shè)計人員可以使用BIM技術(shù)從多個角度和鏈接顯示鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平面，這在數(shù)據(jù)信息提取中更為方便。在建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)方面，專業(yè)人員可以使用BIM技術(shù)填充模型，并標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá)方式，線型，字體和外觀[2]。

1.3 模擬性

BIM技術(shù)可以根據(jù)真實(shí)地建筑物來構(gòu)建三維模型。例如，在計算建筑材料的承載力和材料比時，系統(tǒng)會根據(jù)模擬值自動生成統(tǒng)計圖表，以幫助設(shè)計人員找到它們[1]。然后各大建筑專業(yè)的人士可以利用平臺進(jìn)行共享，進(jìn)而提出更多的參考性意見和借鑒。在建筑設(shè)計協(xié)調(diào)方面，首先必須進(jìn)行BIM模型的數(shù)據(jù)信息處理，以便設(shè)計者理解和傳達(dá)模型的基本信息。協(xié)調(diào)建筑工程結(jié)構(gòu)，如管道，機(jī)電，裝飾，木材和土木工程。

2 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要功能

BIM 技術(shù)作為當(dāng)前一種先進(jìn)的技術(shù)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中有著許多的功能，下面我們來介紹一下BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些主要功能。

2.1 協(xié)同設(shè)計功能

協(xié)同設(shè)計功能是BIM技術(shù)的主要功能之一，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，使用BIM技術(shù)能夠建立起建筑的數(shù)據(jù)模型以及能夠?yàn)榕c建筑業(yè)相關(guān)的人員提供信息平臺，讓他們及時得到對自己有用的信息，比如建筑過程中如果遇到某些問題就可以通過這個平臺所提供的信息解決自己遇到的問題[2]。同時BIM技術(shù)還能夠進(jìn)行自動檢測，使各構(gòu)件之間能夠有效的相互作用和組合。另外，BIM技術(shù)還可以將不同部門、不同專業(yè)的內(nèi)容進(jìn)行有目的地轉(zhuǎn)換，進(jìn)而達(dá)到協(xié)同設(shè)計。

2.2 信息集成功能

從上述內(nèi)容我們知道BIM技術(shù)能夠建立起實(shí)時數(shù)據(jù)共享平臺，這主要得力于BIM技術(shù)具備對多種信息進(jìn)行集成處理的功能，這項功能主要是通過將各種建筑信息進(jìn)行綜合處理來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而構(gòu)建出專項信息數(shù)據(jù)庫。因此，在建筑設(shè)計的過程中，相關(guān)人員能夠很快的找到相關(guān)的信息，如建筑的外觀、建筑施工的材料以及尺寸等等都可以快速查到。另外，如果要進(jìn)行修改，工作人員僅僅進(jìn)行單修改就又可以生成新的數(shù)據(jù)信息模型，從而快速完善設(shè)計方案。

2.3 一體化和三維化功能

BIM技術(shù)從本質(zhì)上講具備三維化功能，這可以滿足建筑設(shè)計的基本要求，通過這種技術(shù)不僅可以設(shè)計出建筑的三維立體模型，而且還能將具體的建筑結(jié)構(gòu)在三維模型中進(jìn)行明確展示，這為建筑程序設(shè)計人員提供了可以準(zhǔn)確設(shè)計和合理規(guī)劃的平臺，讓其可以更加方便地觀察建筑工程，并且在觀察的過程中能夠及時的發(fā)現(xiàn)存在的問題或者說不足，進(jìn)而采取相關(guān)的、有效的解決措施，最終提升整個建筑設(shè)計的質(zhì)量。

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

通過上述的內(nèi)容我們知道了BIM技術(shù)的幾大功能，接下來我們對這項技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 BIM技術(shù)在實(shí)現(xiàn)“可視化”方面的應(yīng)用

BIM技術(shù)中使用了最為先進(jìn)的3D技術(shù)，通過這項技術(shù)可以讓用戶更真實(shí)地來了解建筑工程的具體內(nèi)容。由于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計基于CAD軟件，因此很難向普通用戶顯示建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的詳細(xì)信息。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計初期的BIM技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行呈現(xiàn)時采用了三維實(shí)體模型，這個模型可以讓各級用戶對建筑信息進(jìn)行更為清晰地認(rèn)識，尤其是建筑工程在功能方面的體現(xiàn)。通過對BIM技術(shù)使用范圍的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)此項技術(shù)主要用于一些大型的建筑項目中，因?yàn)樵诖笮晚椖恐懈枰獙ㄖw結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時掌控。這非常有助于設(shè)計單位選擇優(yōu)化設(shè)計，可以根據(jù)一些實(shí)時參數(shù)來分析和研究建筑工程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)而有利于設(shè)計單位采取對應(yīng)的措施來進(jìn)行改進(jìn)。

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

從BIM 技術(shù)的功能我們知道，在構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)信息模型時，會形成包含所有建筑設(shè)計思想和信息的數(shù)據(jù)庫。而相關(guān)的人員與就可以通過數(shù)據(jù)庫中的信息，并且結(jié)合具體的建筑工程來進(jìn)行研究，從而可以在整體上對建筑過程進(jìn)行把關(guān)，使具體的建筑物能夠在牢固性和抗震性等方面達(dá)到國家制定地標(biāo)準(zhǔn)。另外，想要最大程度地實(shí)現(xiàn)最終地設(shè)計目標(biāo)，首先第一步就應(yīng)該要對建筑結(jié)構(gòu)地相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析和整理，而BIM技術(shù)能夠很好地將傳統(tǒng)參數(shù)設(shè)計中地常出現(xiàn)問題很好地規(guī)避，如耗時耗力、容易出現(xiàn)誤差等等，從而提升整個建筑設(shè)計地質(zhì)量。

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

鋼結(jié)構(gòu)是日常生活建筑中常用的建筑材料，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占很大比例，成為不可或缺的一部分。在相關(guān)的建筑設(shè)計中，相關(guān)的科技人員可以使用鋼結(jié)構(gòu)建立模型，并討論鋼結(jié)構(gòu)的連接和加固。在實(shí)際過程中，施工人員必須首先熟悉工作過程，并了解鋼筋在建筑物中的作用和位置。在一般的研究過程中，公司會組織相關(guān)專業(yè)人民進(jìn)行研究，有時研究本身效果不理想，建設(shè)項目中的一些錯誤會消耗大量的時間和人力而BIM技術(shù)可以幫助技術(shù)人員分析建筑結(jié)構(gòu)的功能，設(shè)計缺陷和設(shè)計優(yōu)化。分析出其中的優(yōu)劣性，制作出總體方案，通過調(diào)整很大程度的提高項目工程的整體質(zhì)量以及耐用性，整體提高建筑項目的質(zhì)感與特色。