BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們的生產(chǎn)生活更加依賴于現(xiàn)代化的信息技術(shù)。建筑工程也不例外，由于其施工工期比較長(zhǎng)、規(guī)模也比較大，且容易受到多種因素的影響。因此，在整個(gè)施工過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作就顯得尤為重要。目前，BIM技術(shù)受到了廣泛的認(rèn)可，其可以有效提高建筑工程設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性，還可以提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，因此被大量地應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。本文先基于BIM技術(shù)的概念，詳細(xì)闡述了BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；BIM 技術(shù)；運(yùn)用

城市化進(jìn)程的加快推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑工程中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，對(duì)于建筑物的質(zhì)量和安全程度有著絕對(duì)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(jì)的根本性改革，在確保建筑工程質(zhì)量的同時(shí)，還能為設(shè)計(jì)人員提供新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為此，設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用和研究 。

1、BIM技術(shù)概述

BIM 技術(shù)是通過(guò)創(chuàng)建和利用數(shù)字模型，對(duì)建筑工程項(xiàng)目實(shí)行設(shè)計(jì)、建造以及運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程的重要技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，不僅加強(qiáng)了建筑行業(yè)的繼承性，還有效提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，該技術(shù)對(duì)于建筑工程的設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)以及成本控制管理方面，都具有重要作用。

1.1設(shè)計(jì)圖紙可修改功能

運(yùn)用 BIM 技術(shù)所設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑圖紙，其中包含的所有設(shè)計(jì)信息，都是以整體建筑模型為基礎(chǔ)的，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員只需要進(jìn)行針對(duì)性地修改，系統(tǒng)即可自行完成參數(shù)的調(diào)整和修正。這種設(shè)計(jì)圖紙的自動(dòng)修改功能，大大減少了設(shè)計(jì)人員在畫圖、改圖工作中需要消耗的時(shí)間與精力，從而使其能夠集中注意力，放在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)上，完全由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)修改前后圖紙的對(duì)比，從而選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，保證設(shè)計(jì)效果。

1.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息化功能

BIM技術(shù)的基礎(chǔ)是現(xiàn)代信息技術(shù)，其核心在于信息，因此，相較于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件模型，該技術(shù)最大的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是能夠攜帶信息。從這個(gè)角度出發(fā)，將 BIM 技術(shù)模型作為建筑工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)建筑工程建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的所有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并有效維持這些數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，使設(shè)計(jì)人員在提取數(shù)據(jù)時(shí)，只需要點(diǎn)擊特定點(diǎn)，就可以及時(shí)獲得最全面、最可靠的信息清單，從而避免在數(shù)據(jù)查找上花費(fèi)的時(shí)間，并有效避免數(shù)據(jù)的記錄與輸入誤差，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)效性。

1.3工程設(shè)計(jì)一體化功能

應(yīng)用 BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)出的建筑模型，并非僅僅包括建筑工程的外觀情況，還包含了建筑工程在諸如熱能傳導(dǎo)、光源布置等方面的設(shè)計(jì)。由此可見(jiàn)，BIM 技術(shù)建立的模型，將建筑工程的各個(gè)方面都納入其中，形成一種一體化的設(shè)計(jì)，這樣可以在以安全性評(píng)價(jià)建筑結(jié)構(gòu)的同時(shí)，考慮到建筑的舒適性、節(jié)能環(huán)保以及光源布控等多個(gè)其他角度的評(píng)價(jià)，從而提高實(shí)際的設(shè)計(jì)效果。另外，BIM 技術(shù)不僅可以提供平面圖紙，還可以直接完成整個(gè)建筑模型的渲染過(guò)程，利用BIM軟件來(lái)處理并分析模型，將設(shè)計(jì)的出圖、計(jì)算以及渲染等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)綜合為一體。

1.4工程模型三維化功能

BIM 技術(shù)的一大特色就在于它是一種三維技術(shù)，所以利用 BIM 技術(shù)所設(shè)計(jì)出的建筑模型，可以使用三維立體的形式呈現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)人員只需要直觀地對(duì)建筑結(jié)構(gòu)立體模型進(jìn)行全面觀察，即可看到其中各種細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)與布置，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中可能存在的問(wèn)題，采取解決措施，進(jìn)一步理解設(shè)計(jì)方案，提高整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2、BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1應(yīng)用于整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò) BIM技術(shù)建立完善的設(shè)計(jì)模式和方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)梁、板、柱等基礎(chǔ)性建筑構(gòu)件的深入描述，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供精確的數(shù)據(jù)支持和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用 BIM 技術(shù)完成建筑結(jié)構(gòu)整體性設(shè)計(jì)的方式如下：①設(shè)計(jì)人員要定位好建筑工程的性能要求和性質(zhì)，并構(gòu)建整體的實(shí)體建造模式，做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前的基礎(chǔ)性準(zhǔn)備工作。②設(shè)計(jì)人員可以應(yīng)用 BIM 技術(shù)的信息集成化功能實(shí)現(xiàn)各個(gè)建筑實(shí)體機(jī)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性，如各個(gè)樓層和整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，為細(xì)節(jié)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展奠定數(shù)據(jù)方面的支持。③做好墻體設(shè)計(jì)工作，通過(guò) BIM 技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)功能，設(shè)計(jì)人員可以分析出各個(gè)樓層墻體和總體建筑結(jié)構(gòu)墻體的關(guān)聯(lián)性，并在參照上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上，構(gòu)建完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為整體性建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考意見(jiàn)。

2.2應(yīng)用于局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

局部設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性也十分顯著，建筑局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括建筑結(jié)構(gòu)信息、力學(xué)結(jié)構(gòu)信息、建筑成本信息等多方面信息?，F(xiàn)階段，建立在 BIM 技術(shù)上的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型已經(jīng)能夠滿足現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)的要求。例如，在墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以在對(duì)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究的過(guò)程中，從新定義墻體設(shè)計(jì)因素和各種信息和精確數(shù)據(jù)，并對(duì)各個(gè)建筑構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)分析，最終確定其應(yīng)用規(guī)格和具體信息。另外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墻體類型包括保溫墻、隔音墻、內(nèi)部墻、外部墻、隔熱墻等，因此，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合不同類型建筑結(jié)構(gòu)的要求展開(kāi)具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)工作。①設(shè)計(jì)人員在墻體設(shè)計(jì)定位中要有清晰的認(rèn)知，進(jìn)而掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體框架，為設(shè)計(jì)工程的高效率開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。②設(shè)計(jì)人員要整合各種設(shè)計(jì)資源，對(duì)材料層、集合實(shí)體、材料分層實(shí)體等裝置的應(yīng)用進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。③設(shè)計(jì)人員需要應(yīng)用建筑構(gòu)件的關(guān)聯(lián)性，將材料實(shí)體和相關(guān)實(shí)體整合在一起，以此來(lái)滿足墻體設(shè)計(jì)的要求。

2.3應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)涉及到很多的參數(shù)問(wèn)題，且這些參數(shù)之間都存在著相應(yīng)的關(guān)系，一個(gè)參數(shù)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的參數(shù)均發(fā)生改變，從而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是使用 BIM 技術(shù)進(jìn)行建模的過(guò)程中，由于該技術(shù)包含一個(gè)完整性的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，在該數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的信息都是關(guān)聯(lián)的，因此，設(shè)計(jì)師可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息來(lái)進(jìn)行完整的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而保證模型建立的真實(shí)性、合理性，提升相應(yīng)信息數(shù)據(jù)的傳輸效率，保證數(shù)據(jù)的安全性，并為建筑的后期施工奠定基礎(chǔ)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到了建筑工程建造的合理程度，為此，設(shè)計(jì)人員需要提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的重視程度，并結(jié)合建筑工程的實(shí)際要求，不斷完善建筑性能，同時(shí)應(yīng)用先進(jìn)的 BIM 技術(shù)，用以提高設(shè)計(jì)方案的科技含量和精確程度，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)建筑事業(yè)更好、更快地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王平，劉鵬飛，趙全彬.建筑信息模型（BIM）概論[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2018.

[2]丁士昭.建筑信息模型BIM應(yīng)用叢書[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2016.

作者簡(jiǎn)介：

侯湛，山東中怡建筑設(shè)計(jì)有限公司，山東德州。