BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

肖龍君 戴建永 鐘穎寧

【摘要】本文重點(diǎn)介紹了BIM技術(shù)的特性，對(duì)BIM技術(shù)在我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中的運(yùn)用進(jìn)行了分析和探討，通過(guò)BIM技術(shù)的有效應(yīng)用有效提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平以及現(xiàn)場(chǎng)管理工作效率。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用

隨著當(dāng)前我國(guó)科技技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越普遍，這種先進(jìn)的施工技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的數(shù)據(jù)共享，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員提供出諸多便利的設(shè)計(jì)條件。在工程正式開(kāi)展之前，可以對(duì)后續(xù)施工過(guò)程當(dāng)中可能存在的安全隱患進(jìn)行預(yù)測(cè)，有效提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

1、BIM技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，對(duì)各種新型的施工技術(shù)以及信息技術(shù)的運(yùn)用非常廣泛在建筑施工過(guò)程當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是其中一個(gè)非常重要的工作環(huán)節(jié)，對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用有效提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和工作效率。BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了多角度和全方位的建筑模型設(shè)計(jì)，同時(shí)通過(guò)BIM技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中一些比較復(fù)雜和抽象的結(jié)構(gòu)進(jìn)行直觀展現(xiàn)，并且和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效的銜接，將建筑結(jié)構(gòu)模型以三維立體的形式展現(xiàn)在設(shè)計(jì)工作人員面前，這種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，相比于傳統(tǒng)形式下的紙質(zhì)設(shè)計(jì)圖來(lái)講，更加具有立體化和直觀性。所以說(shuō)，在當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，對(duì)BIM技術(shù)的有效運(yùn)用，可以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作更加高效和準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了智能化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式。

2、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

在現(xiàn)階段的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了三維立體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式。在正式施工之前，必須對(duì)工程項(xiàng)目的整體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理和劃分，然后將工程數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的有效處理之后，可以得到建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息，有效展現(xiàn)出了建筑體的整體狀態(tài)。通過(guò)BIM技術(shù)建立起建筑三維立體模型，從中可以看出在后續(xù)的建筑施工當(dāng)中可能存在的一些安全隱患，相關(guān)的施工人員需要針對(duì)這些安全隱患問(wèn)題進(jìn)行有效的解決，在當(dāng)前階段的建筑信息模型的運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，主要是通過(guò)施工管理和施工設(shè)計(jì)工作流程有效的轉(zhuǎn)化成為智能化處理過(guò)程，通過(guò)系統(tǒng)智能化的處理方式和有效的防止在實(shí)際施工當(dāng)中產(chǎn)生的施工錯(cuò)誤，不但有效的提高了后續(xù)施工的效率，同時(shí)還可以縮短施工的周期，降低了企業(yè)經(jīng)濟(jì)投入保證企業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)效益快速上漲。

2.1 BIM技術(shù)的功能

BIM技術(shù)所具有的功能非常強(qiáng)大，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)形式下紙質(zhì)圖紙存在的修改問(wèn)題的彌補(bǔ)，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了在電腦系統(tǒng)當(dāng)中的立體結(jié)構(gòu)模型的操作和修改，同時(shí)還可以對(duì)施工當(dāng)中產(chǎn)生的大量工程信息進(jìn)行收集和整理，其中所包含的設(shè)計(jì)信息對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)有著重要的作用，所以說(shuō)在修改圖紙數(shù)據(jù)方面，可以真正的實(shí)現(xiàn)智能化的結(jié)構(gòu)整改和數(shù)據(jù)處理。BIM技術(shù)圖紙主要是針對(duì)整個(gè)建筑模型作為基本條件，如果在建筑模型當(dāng)中發(fā)現(xiàn)施工問(wèn)題，那么需要對(duì)該部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行針對(duì)性的修改，同時(shí)對(duì)施工環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的參數(shù)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的更正。通過(guò)這種方式有效避免了因?yàn)閰?shù)不準(zhǔn)確而形成的反復(fù)修改問(wèn)題。在傳統(tǒng)形式下的紙質(zhì)圖紙的修改工作當(dāng)中，經(jīng)常需要花費(fèi)大量的修改時(shí)間，同時(shí)相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員的工作強(qiáng)度較大，而通過(guò)BIM技術(shù)的有效運(yùn)用，有效彌補(bǔ)了這方面問(wèn)題的不足，從設(shè)計(jì)時(shí)間、圖紙更改以及工作強(qiáng)度方面都得到了最大程度的減免，保證了整個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工更加高效化，針對(duì)于施工當(dāng)中重點(diǎn)的施工環(huán)節(jié)和涉及部委實(shí)施多方案對(duì)比的設(shè)計(jì)方法，保證建筑整體的設(shè)計(jì)效果符合工程施工的整體標(biāo)準(zhǔn)。

2.2? BIM技術(shù)對(duì)工程信息的處理

BIM技術(shù)所具有的現(xiàn)代信息智能化功能，在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中運(yùn)用非常廣泛，因?yàn)锽IM技術(shù)下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是通過(guò)數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)字化模型的建立，所以說(shuō)在該模型的建立過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常需要大量的工程信息作為支撐，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用建立起工程結(jié)構(gòu)模型。以工程信息作為數(shù)據(jù)庫(kù)，在儲(chǔ)存和監(jiān)管當(dāng)中的所有信息經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理之后，保證數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性。BIM技術(shù)的使用過(guò)程當(dāng)中，如果需要針對(duì)某個(gè)施工環(huán)節(jié)或者是施工信息進(jìn)行查看，只需要對(duì)三維立體模型當(dāng)中對(duì)應(yīng)的部位進(jìn)行點(diǎn)擊，就可以獲得該施工環(huán)節(jié)當(dāng)中所有的數(shù)據(jù)信息，有效避免了各個(gè)施工單位之間信息溝通不及時(shí)產(chǎn)生的施工問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果。

通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的有效運(yùn)用，不但可以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)收集，同時(shí)還可以在數(shù)據(jù)的處理工作當(dāng)中，為后期的施工環(huán)節(jié)打下保障。所以說(shuō)對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用，可以通過(guò)一體化設(shè)計(jì)的方式，將建筑工程當(dāng)中的相關(guān)信息有效的融為一體，對(duì)整體的施工質(zhì)量加以有效的控制，同時(shí)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，需要充分的考慮到后續(xù)居民的生活習(xí)慣以及生活過(guò)程當(dāng)中建筑的安全性，對(duì)建筑整體的節(jié)能條件和光照條件等進(jìn)行評(píng)價(jià)，不斷的提高建筑居住的舒適性，保證建筑整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合建筑安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還可以有效的兼顧到人們后續(xù)居住的效果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑體整體性能的提升，這對(duì)提高施工單位的工作效率和施工單位的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展有著重要的保障作用。

3、BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

3.1建立實(shí)體模型

通過(guò)BIM技術(shù)的使用，可以建立起對(duì)應(yīng)的三維立體模型，將進(jìn)入結(jié)構(gòu)在模擬系統(tǒng)軟件當(dāng)中進(jìn)行立體展現(xiàn)，這種立體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型是傳統(tǒng)CAD技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)的效果，BIM技術(shù)也可以看成是傳統(tǒng)CAD技術(shù)的一種更高層次的升級(jí)。通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)與CAD技術(shù)之間的有效銜接，對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用可以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員更加直觀化的觀察到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的問(wèn)題，同時(shí)還可以通過(guò)模型可視化技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的數(shù)據(jù)更改以及結(jié)構(gòu)變化等進(jìn)行預(yù)測(cè)，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作和后續(xù)的數(shù)據(jù)整改工作提供出重要的保障，充分保證設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。在實(shí)際的施工和設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以對(duì)傳統(tǒng)CAD技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)與BIM技術(shù)之間進(jìn)行結(jié)合使用，通過(guò)這種方式可以有效的提高設(shè)計(jì)工作人員的工作效率，實(shí)現(xiàn)了工程周期的縮減，保證了工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.2可視化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 BIM 技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，可以將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中一些比較復(fù)雜和抽象化的信息進(jìn)行整理，同時(shí)將這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化成為可視化的立體模型，依照建筑模型當(dāng)中的尺寸比例以及設(shè)計(jì)的角度等信息進(jìn)行綜合考慮，實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型和實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的一致性，充分保證和實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相符合，這樣可以為后續(xù)工程的順利開(kāi)展打下良好的保障。通過(guò)設(shè)計(jì)人員和施工人員不同的觀察角度來(lái)對(duì)建筑模型當(dāng)中的問(wèn)題進(jìn)行檢查，傳統(tǒng)形式下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，其中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些誤差或者是結(jié)構(gòu)問(wèn)題，但是因?yàn)榧堎|(zhì)圖紙屬于一種平面的圖形模式，其中存在一些細(xì)節(jié)性問(wèn)題很難被施工人員所發(fā)現(xiàn)，通常情況下在施工進(jìn)行過(guò)程中，遇到了相關(guān)問(wèn)題才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出現(xiàn)的位置，在施工過(guò)程當(dāng)中對(duì)產(chǎn)生問(wèn)題的部位進(jìn)行返工修改，不但嚴(yán)重影響到了工程進(jìn)展的效率，同時(shí)還浪費(fèi)了大量的人力和物力資源，對(duì)整個(gè)施工周期產(chǎn)生了不良影響。所以說(shuō)通過(guò)BIM技術(shù)的運(yùn)用，在工程正式開(kāi)展之前就需要對(duì)施工過(guò)程當(dāng)中可能存在的結(jié)構(gòu)變更或者是建筑施工問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)施工存在問(wèn)題的區(qū)域提前進(jìn)行整改，有效防止了施工過(guò)程中返修問(wèn)題的產(chǎn)生，相關(guān)的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，在針對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些比較隱蔽的結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)加以重點(diǎn)分析，通過(guò)BIM技術(shù)所具有的立體可視化的優(yōu)勢(shì)，有效對(duì)一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)注和設(shè)計(jì)，防止在后續(xù)的工程開(kāi)展過(guò)程中，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隱患問(wèn)題，有效提高了建筑工程整體的施工效率和施工質(zhì)量，進(jìn)而也推動(dòng)了建筑單位經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3.3應(yīng)用在建筑空間的規(guī)劃當(dāng)中

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)工作之前，需要對(duì)整體的建筑空間實(shí)施科學(xué)規(guī)劃，在建筑區(qū)域點(diǎn)位選擇完成之后，需要對(duì)整個(gè)建筑的空間進(jìn)行科學(xué)的分析，對(duì)空間地形的特點(diǎn)以及比較復(fù)雜的地形條件進(jìn)行準(zhǔn)確的規(guī)劃和計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式在地理區(qū)域的劃分和分析過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)BIM技術(shù)的使用可以為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員拓展設(shè)計(jì)思維，在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中可以將建筑結(jié)構(gòu)的坡體高度以及斜坡的斜率等細(xì)節(jié)參數(shù)進(jìn)行合理的分析。比如對(duì)工程斜坡的走向以及GIS軟件的建模數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類(lèi)，通過(guò)數(shù)據(jù)的匯總和數(shù)據(jù)分類(lèi)整合的方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，通過(guò)這種方式，不但可以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，可以從多方位、多角度的層面上進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)模擬設(shè)計(jì)，同時(shí)還可以保證工作人員的社區(qū)工作效率為后續(xù)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供重要的基礎(chǔ)。在完成了地形勘測(cè)工作之后，需要對(duì)建筑體的設(shè)計(jì)規(guī)劃內(nèi)容以及建筑體的空間規(guī)劃進(jìn)行確定，通過(guò)BIM技術(shù)的使用，可以實(shí)現(xiàn)以3D模型空間展示的方式，對(duì)建筑整個(gè)空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑體外部和內(nèi)部空間的科學(xué)分割，并且還可以通過(guò)BIM技術(shù)所具有的調(diào)試功能，對(duì)不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面的參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化的選擇，最終可以得到最佳的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式。

結(jié)語(yǔ)：

在當(dāng)前的建筑工程開(kāi)展過(guò)程中，對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用受到了各大工程施工單位的廣泛重視，同時(shí)相關(guān)研究人員也針對(duì)該方面的技術(shù)加以有效的升級(jí)和調(diào)整，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，保證BIM技術(shù)在后續(xù)的建筑工程發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮出最大的效果。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

肖龍君，男，中級(jí)職稱(chēng)，研究生學(xué)歷，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。