關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIm技術(shù)的應(yīng)用探究

馬玉香 顧乾坤

【摘要】隨著信息時(shí)代的到來，各項(xiàng)信息技術(shù)都日臻成熟并逐漸應(yīng)用到各行各業(yè)之中。信息技術(shù)的使用帶動了各個(gè)行業(yè)的進(jìn)步，也促進(jìn)了我國城市化的發(fā)展進(jìn)程，進(jìn)而使我國建設(shè)了更多新型現(xiàn)代化城鎮(zhèn)。在此基礎(chǔ)上，建筑行業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展，就要積極采用新的技術(shù)手段，可以將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，從而增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，本文就此進(jìn)行了相關(guān)的討論和分析。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu) BIM技術(shù) 應(yīng)用研究

BIM技術(shù)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)建造的工程數(shù)據(jù)模型，其匯聚了各項(xiàng)工程信息，對工程的設(shè)計(jì)、運(yùn)營、維護(hù)等工作都有很大的幫助。利用BIM技術(shù)能夠有更進(jìn)一步提升建筑工程的信息化水平。該技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)繪圖模式，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)專業(yè)共同繪圖，BIM技術(shù)也可以說是以一種信息化管理技術(shù)，建筑工程項(xiàng)目的管理水平提升也有很大的作用和幫助。其是近幾年新興起的技術(shù)，但該技術(shù)在建筑行業(yè)有廣泛的應(yīng)用空間，能夠提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體質(zhì)量和水平。

一、BIM技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用缺陷

（一）特點(diǎn)

BIM技術(shù)主要具備以下幾種特點(diǎn)：第一，操作具有可視化特點(diǎn)。將該技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，可以提升可視化水平，使設(shè)計(jì)人員更加直觀的了解建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)行有效的空間和功能劃分，便于大規(guī)模工程的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。該技術(shù)能夠模擬建筑環(huán)境和各種設(shè)計(jì)視功能更條件，如溫度、作用力等，利用該技術(shù)動可以實(shí)現(xiàn)可視化展示。其也可以展示結(jié)構(gòu)之間的作用關(guān)系，進(jìn)而為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供便利;第二，該技術(shù)具有信息完備性特點(diǎn)。利用該技術(shù)建立建筑模型，能夠?qū)⑹芾硖卣?、設(shè)備功能等通過數(shù)字信息進(jìn)行展示表達(dá)，使設(shè)計(jì)人員能夠從多個(gè)角度了解工程內(nèi)容。通過結(jié)構(gòu)模型的建立，可以將設(shè)計(jì)準(zhǔn)備和實(shí)際設(shè)計(jì)兩個(gè)階段進(jìn)行連接，并存儲不同的階段信息，確保各項(xiàng)信息的完整，通過可視化操作來強(qiáng)化分析的準(zhǔn)確性，提升模擬仿真效果;第三，該技術(shù)具有信息協(xié)調(diào)性特點(diǎn)。其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面，其可以增加數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，在某一方面數(shù)據(jù)進(jìn)行更改的同時(shí)，其他方面的數(shù)據(jù)也會隨之發(fā)生變化。另一方面，該技術(shù)能夠協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)內(nèi)容，對設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的矛盾沖突進(jìn)行監(jiān)測控制，進(jìn)而提升施工計(jì)劃的合理性;第四，該技術(shù)具有信息互用性特點(diǎn)。其可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換，并確保數(shù)據(jù)在傳輸和交換之后不會發(fā)生變化。該技術(shù)可以進(jìn)行一次性采集或輸入所有數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)信息的共享。

（二）應(yīng)用缺陷

雖然BIM技術(shù)對建筑工程設(shè)計(jì)水平的提升有很大的作用，但從目前的應(yīng)用狀況來看，該技術(shù)仍舊存在一定的應(yīng)用缺陷。首先，缺少本土軟件。在外國軟件本土化的過程中，往往會出現(xiàn)一些應(yīng)用問題;其次，應(yīng)用人員缺少相應(yīng)的操作技術(shù)，我國也沒有培養(yǎng)專門的技術(shù)人員，進(jìn)而導(dǎo)致BIM技術(shù)應(yīng)用能力較差;最后，軟件模塊的銜接能力較差，數(shù)據(jù)傳遞、共享的效率有待提升。這些問題制約了BIM技術(shù)的使用效果，進(jìn)而導(dǎo)致該技術(shù)目前并沒有得到有效的利用。

二、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）模型構(gòu)建

該技術(shù)可以利用真實(shí)構(gòu)建展示三維實(shí)體結(jié)構(gòu)模型，通過模型的展示使設(shè)計(jì)人員更加直觀的了解建筑結(jié)構(gòu)和空間使用情況。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和建模相比，該技術(shù)不僅具有CAD的信息傳遞效果，還能夠?qū)⑵矫嫘畔⑥D(zhuǎn)化為三維信息，利用結(jié)構(gòu)構(gòu)件，立體、直觀、全面的展示各個(gè)構(gòu)件之間的關(guān)系，進(jìn)而為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更加充分的信息支持。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，可以利用該技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動態(tài)展示，了解結(jié)構(gòu)的變化效果，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性。該技術(shù)增加了設(shè)計(jì)的直觀性，使設(shè)計(jì)人員更容易察覺設(shè)計(jì)中存在的漏洞問題，進(jìn)而及時(shí)進(jìn)行完善和調(diào)整，從根本上提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（二）空間規(guī)劃

在建筑設(shè)計(jì)的過程中，空間規(guī)劃是首當(dāng)其沖的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在建筑修建地點(diǎn)選定完成之后，要根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，對其空間、地形進(jìn)行分析。如果其地形具有復(fù)雜性特點(diǎn)，則更需要充分掌握當(dāng)?shù)氐匦谓Y(jié)構(gòu)，為后續(xù)設(shè)計(jì)和施工奠定基礎(chǔ)。利用BIM技術(shù)，可以對修建地的坡向、坡高等空間信息進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形的初步探索與分析，了解建筑施工的可行性，為空間規(guī)劃奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過建模分析和參數(shù)模擬，可以從不同視角進(jìn)行分析，進(jìn)而生成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。地形探索結(jié)束之后，即可開展空間規(guī)劃，利用可視化特點(diǎn)展示建筑立體模型，對結(jié)構(gòu)、道路、視野等進(jìn)行可視化分析，通過數(shù)據(jù)分析和模型展示提升空間規(guī)劃的科學(xué)性和合理性。模型建成之后，還要運(yùn)用軟件技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)試，綜合各個(gè)因素特點(diǎn)，做好空間規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作。

（三）結(jié)構(gòu)性能研究

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，其并不是單純的對建筑各個(gè)組成部分進(jìn)行排列組合。而是要采取科學(xué)的手段和合理的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)建筑各部分的有機(jī)組合，確保建筑的整體性、穩(wěn)定性和抗震性等性能，改善建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，進(jìn)而延長建筑的使用壽命?？梢岳肂IM技術(shù)軟件對建筑模型進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而獲取更加準(zhǔn)確的分析結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題和缺陷，并采取有效的改正方案，進(jìn)而提升整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（四）鋼結(jié)構(gòu)建模

近年來，我國建筑工程發(fā)展迅速，建筑的空間、跨度隨之加大，功能也越來越多樣化，這就導(dǎo)致建筑對鋼結(jié)構(gòu)的要求在日益提升。為了確保建筑的穩(wěn)定性，要使用更大規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有較多的鏈接、強(qiáng)化件，且這些強(qiáng)化件分布較廣，增加了鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度。采用BIM技術(shù)可以有效提升鋼結(jié)構(gòu)梁高度的計(jì)算精度，并以此為基礎(chǔ)，做好連接件的設(shè)計(jì)，將其進(jìn)行參數(shù)化處理。根據(jù)其參數(shù)共享性能，其能夠強(qiáng)化對連接件間距、數(shù)量的把控。如果需要加入新的連接件，無需重復(fù)設(shè)計(jì)，直接套用相應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)即可。

結(jié)語：

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效提升設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。目前來看，BIM技術(shù)在我國有比較廣闊的應(yīng)用空間，設(shè)計(jì)師要積極學(xué)習(xí)和掌握該技術(shù)，利用該技術(shù)提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息化水平，進(jìn)而改善建筑質(zhì)量。