試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

王帥

【摘 要】BIM技術(shù)是伴隨著科學(xué)的技術(shù)進步而產(chǎn)生的一種新型的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手段，這種技術(shù)在使用的過程當(dāng)中，能夠有效實現(xiàn)現(xiàn)代科技的滲透，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的質(zhì)量好效率。本文介紹了BIM技術(shù)的概念與優(yōu)點，就BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行了詳細(xì)的論述，

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

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當(dāng)中，利用BIM技術(shù)能有效提升建筑產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)周期?；诖耍恼箩槍IM的基本概念和基本特征進行分析，就BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行了詳細(xì)的論述，為了解BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中的應(yīng)用提出了有效參考。

1BIM技術(shù)的概念與特征

BIM技術(shù)是技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的結(jié)果，它的出現(xiàn)和應(yīng)用，給建筑工程設(shè)計帶來動力和生機，下面將介紹BIM技術(shù)的概念與特征。

1.1BIM技術(shù)的概念

現(xiàn)代建筑不僅規(guī)模大，而且功能愈加多樣化。為提升建筑工程質(zhì)量，確保其功能更加多樣，更好滿足人們需要，首先就應(yīng)該提高建筑工程設(shè)計水平，為工程建設(shè)提供有效指引。同時，為提升建筑工程設(shè)計水平，應(yīng)用先進的設(shè)計技術(shù)是必要的。BIM技術(shù)又稱為建筑信息模型，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，注重對建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在建筑工程策劃、設(shè)計、運行和維護階段，為工程技術(shù)人員提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料和信息，有利于更好開展管理決策，提高工作水平。通過BIM技術(shù)應(yīng)用，能夠更為詳細(xì)和全面掌握建筑工程基本信息，促進設(shè)計水平提升，也為工程施工順利進行奠定基礎(chǔ)。

1.2BIM技術(shù)的特點

作為一項重要的技術(shù)措施，BIM技術(shù)擁有自身顯著特點。

（1）可視化

可視化是指BIM技術(shù)能夠為人們提供“看得見”的形式，BIM技術(shù)為工程技術(shù)人員提供可視化思路，將建筑工程各內(nèi)部結(jié)構(gòu)以三維立體的實物圖形式展示。甚至還提供設(shè)計效果方面的內(nèi)容，不僅包括建筑結(jié)構(gòu)的線條、尺寸大小，同時還包括具體位置、形式、各構(gòu)件之間的相互聯(lián)系等。此外，由于建筑結(jié)構(gòu)具有可視化特征，也為建筑工程設(shè)計、建造、運營中的討論和決策提供有效指引。

（2）協(xié)調(diào)性

建筑工程設(shè)計是一項系統(tǒng)和復(fù)雜的工作，需要增進設(shè)計人員之間的相互配合，充分發(fā)揮各方潛力，終形成合力，為提升結(jié)構(gòu)設(shè)計水平奠定基礎(chǔ)。而一旦建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到問題時，也需要設(shè)計人員增進相互合作，共同協(xié)商來提出解決和應(yīng)對方案，查找問題成因，提出有效解決對策。此外，在其他結(jié)構(gòu)設(shè)計時，也離不開工作人員協(xié)調(diào)與配合。

（3）模擬性

模擬性也是BIM技術(shù)的顯著特征，不僅能夠模擬建筑物模型，還能模擬在建筑結(jié)構(gòu)中進行各項操作。例如，在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，可進行建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等。還可以根據(jù)施工組織方案模擬施工，后期運營維護階段模擬地震時人員逃生、消防人員緊急疏散等。

（4）優(yōu)化性

整個建筑工程設(shè)計、運營和維護是一個不斷優(yōu)化的過程。只有加強這方面優(yōu)化工作，才有利于提升工程質(zhì)量，實現(xiàn)對質(zhì)量缺陷預(yù)防。而這些工作開展離不開有效信息支持。BIM技術(shù)應(yīng)用能夠提供詳細(xì)和全面的信息，為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、工程質(zhì)量提升、運營維護提供有效指引。進而有利于提高決策水平，讓建筑工程更好運營和發(fā)揮作用。

2BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

2.1建立實體模型

采用BIM技術(shù)能夠形成三維模型，將建筑完成后的實體構(gòu)件在設(shè)計圖中表現(xiàn)出來，這是CAD技術(shù)難以達(dá)到的，但是也是CAD技術(shù)的升華，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)與CAD技術(shù)的無縫對接與提高。運用BIM技術(shù)，能夠直接看到構(gòu)件之間的彼此聯(lián)系并方便工作人員發(fā)現(xiàn)存在的問題，還能夠通過可視化技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化進行監(jiān)測，為結(jié)構(gòu)設(shè)計的修改提供重要依據(jù)，保證設(shè)計方案的合理和實用，在實際工程中，使用BIM技術(shù)幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計人員節(jié)約了大量的時間，實現(xiàn)了成本的節(jié)約。

2.2應(yīng)用在建筑空間的規(guī)劃當(dāng)中

在進行建筑設(shè)計之前需要提前進行建筑的空間規(guī)劃，所以在建設(shè)地點選擇完畢之后，首先要對建筑的空間進行分析，分析建筑空間的地形以及對一些復(fù)雜的地形進行研究與計算，確定相應(yīng)的方案，在地形的分析中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠開闊設(shè)計的思路，在分析中能夠?qū)⑵赂?、斜率以及斜坡的斜率等參?shù)進行分析。例如對具體的工程，斜坡走向的分析可以先采用GIS軟件進行建模，對采集到的參數(shù)進行匯總與歸類并模擬，這樣，設(shè)計人員可以從不同的設(shè)計角度對工程實際情況進行模擬，為后期的設(shè)計提供依據(jù)。在地形探索之后再開始對建筑物的設(shè)計規(guī)劃，對于建筑物的空間規(guī)劃，BIM技術(shù)有著良好的現(xiàn)實應(yīng)用，因為BIM技術(shù)能夠完好地將建筑物的內(nèi)外空間以3D模型完全展現(xiàn)出來，所以設(shè)計人員可以通過對設(shè)計效果的評價，對建筑物的室內(nèi)與空間進行分割，詳細(xì)布置建筑物周邊的道路與外觀等參數(shù)，利用BIM技術(shù)的調(diào)試功能，嘗試不同的參數(shù)設(shè)置并選擇最優(yōu)化設(shè)置，得到最佳的空間規(guī)劃模型。

2.3實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能分析

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了保證建筑物的安全與穩(wěn)定，需要設(shè)計人員花費大量的精力對建筑構(gòu)件進行受力計算，以便完成構(gòu)件的受力分析，對于重要的構(gòu)件往往需要計算幾次，而且不同的設(shè)計人員采用的參數(shù)不同，往往計算結(jié)果也不同，這樣就花費了大量的人力與時間，也影響了建筑物結(jié)構(gòu)分析的準(zhǔn)確率。BIM設(shè)計針對這種情況引入了相關(guān)的性能分析軟件，只需要把BIM中的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到軟件當(dāng)中就能夠?qū)崿F(xiàn)整個過程的分析計算，并且自動生成分析結(jié)果，方便設(shè)計人員進行下一步的糾正與修改，提高了設(shè)計效率。

2.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計建模應(yīng)用

我國當(dāng)前建筑工程的規(guī)模不斷擴張，新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計模型與新型材料的應(yīng)用都實現(xiàn)了突破，尤其是鋼結(jié)構(gòu)，跨度不斷加大，空間也不斷擴張，應(yīng)用也越來越多，很多異型結(jié)構(gòu)都采用鋼結(jié)構(gòu)建模，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，構(gòu)件之間的連接與加強構(gòu)件的設(shè)計都非常復(fù)雜，因此在設(shè)計中存在一定的困難。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決這些問題，因為BIM技術(shù)能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)梁體的高度進行精確計算，還能夠?qū)λ械倪B接件進行自動計算，自動選擇參數(shù)并分析不同參數(shù)的影響。并且通過數(shù)據(jù)共享的功能，BIM能夠?qū)υ阡摻Y(jié)構(gòu)建筑物中使用的高強螺栓的數(shù)量、焊縫的數(shù)量以及間距等等進行計算，掌控設(shè)計的間距等。所以如果有新的構(gòu)件需要增加到模型當(dāng)中的時候，設(shè)計人員只需要對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，并且利用BIM繪制出大樣圖，方便施工人員在現(xiàn)場進行施工，設(shè)計人員利用大樣圖也能夠合理確定加強件的設(shè)置位置，避免鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)薄弱點，影響結(jié)構(gòu)安全。

2.5在其它細(xì)節(jié)部位設(shè)計中的應(yīng)用

除了在結(jié)構(gòu)參數(shù)、鋼結(jié)構(gòu)建模設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)之外，在其他細(xì)節(jié)部位，比如建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，建筑工程連接部位設(shè)計，也會用到BIM技術(shù)。作為建筑工程設(shè)計人員，應(yīng)該加強BIM技術(shù)學(xué)習(xí)，熟練掌握應(yīng)用流程，在建筑工程設(shè)計每個細(xì)節(jié)和部位都能巧妙應(yīng)用BIM技術(shù)，促進建筑工程設(shè)計水平提升。

3結(jié)語

BIM技術(shù)的應(yīng)用，不僅能有效指導(dǎo)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時還有利于提升結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，為工程施工提供指導(dǎo)與借鑒。因此，作為建筑工程設(shè)計人員，應(yīng)該充分認(rèn)識BIM技術(shù)的作用，加強自身學(xué)習(xí)，掌握BIM技術(shù)應(yīng)用流程，將其巧妙用于建筑工程設(shè)計。從而提升建筑工程設(shè)計水平，有效指導(dǎo)工程施工建設(shè)，同時也為提高建筑工程質(zhì)量和效益奠定基礎(chǔ)。

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