建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用探討

王來斌

摘? ? 要：本文簡單闡述了BIM 技術(shù)的定義和特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析和探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);BIM技術(shù);應(yīng)用

1? 前言

近年來，建筑工程規(guī)模和數(shù)量均大幅提升，人們對(duì)建筑質(zhì)量和建筑設(shè)計(jì)的要求也越來越高。這就需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)注重設(shè)計(jì)理念的更新和新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，以不斷提升經(jīng)濟(jì)性能和建筑性能。BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量起到提高的作用，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加強(qiáng)BIM 技術(shù)的應(yīng)用意義重大。

2? BIM 技術(shù)的定義

現(xiàn)代的建筑工程項(xiàng)目正在向大規(guī)模、高層化和綜合化的方向發(fā)展，在整個(gè)建筑工程的生命周期里往往需要通過各種渠道手段獲取大量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息對(duì)項(xiàng)目的各個(gè)參與方都具有重大意義，信息交流的不及時(shí)和不一致對(duì)工程質(zhì)量、建設(shè)成本和工程時(shí)效都會(huì)造成重大影響。BIM 是Building Information Modeling，是一種建筑信息化模型，主要用于工業(yè)與民用的建筑工程，包括地鐵、電站等。在建筑工程的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，借助于BIM 技術(shù)，不僅能夠簡單地對(duì)施工管理中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和記錄，還能夠?qū)?shù)字信息進(jìn)行運(yùn)用，在設(shè)計(jì)、建造和管理方面，通過專業(yè)的科學(xué)技術(shù)，使技術(shù)人員能夠?qū)υ诮ㄖこ淌┕ひ约敖ㄖY(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面的各種信息進(jìn)行集成理解，并對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效地處理和應(yīng)對(duì)。

3? BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

3.1? 協(xié)調(diào)性好

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)各個(gè)方面、各個(gè)流程環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量和計(jì)算，而將BIM 技術(shù)運(yùn)用到具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中去，能夠?qū)Ω鞣竭M(jìn)行較好的協(xié)調(diào)處理，從而讓整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加有秩序，避免各種突發(fā)問題的發(fā)生。

3.2? 有較強(qiáng)的可視化

由于BIM 技術(shù)在工作中是以透明的形式出現(xiàn)的，因此將BIM 技術(shù)運(yùn)用到具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠?qū)ㄖ母鱾€(gè)角落進(jìn)行勘探和測量，將建筑工程的全部面貌和具體內(nèi)部構(gòu)造完整地、可視的展現(xiàn)出來，可視化程度高。

3.3? 模擬程度高

將BIM 技術(shù)運(yùn)用到具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期，能夠借助于BIM 技術(shù)的模擬性，對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部構(gòu)造的模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和完善。能夠在施工前進(jìn)行一個(gè)模擬的操作過程，并能夠及時(shí)對(duì)所存在的問題進(jìn)行處理，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬和預(yù)測，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)較為全面的檢測，對(duì)問題進(jìn)行及時(shí)的勾畫分析，讓設(shè)計(jì)人員能夠針對(duì)具體的實(shí)際情況進(jìn)行更改和完善，從而大大提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及后期的施工及維護(hù)的效率。

3.4? 有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理能力

由于BIM 技術(shù)是一種新型的建筑信息化模型，能夠?qū)ㄖこ痰母鱾€(gè)部位進(jìn)行測量和計(jì)算，有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)測量能力。并且在對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)測量后，能夠自身對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并提供出有效地、可使用的設(shè)計(jì)方案，對(duì)數(shù)據(jù)的管理能力強(qiáng)。同時(shí)能夠在信息的集成方面起到很好的作用，借助于BIM 技術(shù)，通過對(duì)設(shè)計(jì)信息及過程的集成，每一個(gè)流程和環(huán)節(jié)所呈現(xiàn)的設(shè)計(jì)信息，都會(huì)以信息模型的方式出現(xiàn)，并且對(duì)信息加以處理，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維的分析和處理。

3.5? 能夠進(jìn)行合理準(zhǔn)確的算數(shù)測量

將BIM 技術(shù)運(yùn)用到具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠及時(shí)的對(duì)建筑工程的各個(gè)部位進(jìn)行可視的測量和信息的處理，在對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和記錄之后，就會(huì)開始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化的應(yīng)用分析，通過專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行集成理解之后，從而形成一個(gè)較為全面且可行的方案。

4? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

4.1? 建筑結(jié)構(gòu)與實(shí)際自然環(huán)境

由于一個(gè)大型的建筑工程，不僅牽扯到施工取料，還要保障在未來的使用過程中質(zhì)量的安全。在進(jìn)行BIM建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，我們要依據(jù)全球定位系統(tǒng)對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境位置進(jìn)行測量，將當(dāng)?shù)氐乃?、水利、地質(zhì)環(huán)境和四季變化的所有問題考慮其中，這樣才能保障建造成功后的工程滿足實(shí)際的需求，可以發(fā)揮出最大的實(shí)際作用。

4.2? BIM 技術(shù)在房屋建筑中的室內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著城市化的不斷加快，城市中的高層住宅建造的越來越多。人們?cè)谫徺I住宅房時(shí)會(huì)進(jìn)行多方面的考慮，其中考慮的一項(xiàng)就是該戶型的結(jié)構(gòu)，簡單的說就是該房屋的室內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在房地產(chǎn)開發(fā)之前，利用BIM技術(shù)建立房屋的實(shí)際模型，在進(jìn)行不斷的調(diào)整中，要考慮到采光面積、一年四季的風(fēng)向、水電的線路、家具臥室的面積和房屋面積的有效利用率等等，這些數(shù)據(jù)信息都可以在BIM模型中進(jìn)行調(diào)整，直到用戶的滿意。

4.3? 建筑結(jié)構(gòu)的性能分析與應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)性能要考慮到多種因素，不能簡單的認(rèn)為是將各個(gè)結(jié)構(gòu)組合在一起的一個(gè)問題。在BIM模型結(jié)構(gòu)中，我們進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量。簡單來說就是考察該建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等等，我們會(huì)依照一般出現(xiàn)自然災(zāi)害的數(shù)據(jù)，輸入到BIM的模型中，觀察模型結(jié)構(gòu)在收到外界環(huán)境急劇的變化時(shí)，該模型的結(jié)構(gòu)性能是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)中的相關(guān)要求，通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，不斷的依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，使該建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部穩(wěn)定性和其他相關(guān)性能能夠有效的應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)乜赡馨l(fā)生的一些自然變化。提高建筑工程的可靠性和安全性。

4.4? 施工現(xiàn)場的分析

BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以結(jié)合相關(guān)的地理信息技術(shù)，以能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)，從而構(gòu)建出建筑工程模型。設(shè)計(jì)人員結(jié)合工程模型，便可以對(duì)施工現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，以確保設(shè)計(jì)方案可以與施工現(xiàn)場需求相配套，最大限度的降低工程質(zhì)量受到施工環(huán)境方面不利因素影響，提升工程施工質(zhì)量。

4.5? 對(duì)信息處理進(jìn)行加強(qiáng)

處理信息功能在BIM 模型中極為普遍，相關(guān)人員對(duì)于BIM 模型中的信息數(shù)據(jù)的有效傳遞是確保建筑工程質(zhì)量的重要因素。設(shè)計(jì)人員要想對(duì)數(shù)據(jù)信息真實(shí)掌握，就應(yīng)當(dāng)注重中間數(shù)據(jù)文件在信息傳遞過程中的作用，確保施工過程中相關(guān)人員的信息溝通效率。

4.6? BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)用

在大型的建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的連接起到了越來越重要的作用，目前，在許多的大型施工現(xiàn)場中，鋼結(jié)構(gòu)的制造和整個(gè)工程的制造是分開的，正常的工程順序是將鋼結(jié)構(gòu)連接的其他輔助結(jié)構(gòu)施工完成后，再進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的吊車安裝，在安裝中會(huì)安裝設(shè)計(jì)標(biāo)注將相關(guān)的連接固定鋼管進(jìn)行焊接，但是，隨著外界不自然環(huán)境的不斷變化，鋼結(jié)構(gòu)的原有設(shè)計(jì)固定方案出現(xiàn)漏洞，此時(shí)在進(jìn)行后續(xù)的加固工作是非常困難的。這是在安裝鋼結(jié)構(gòu)之前，我們可以利用BIM技術(shù)將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行電腦建模，通過不同變量的數(shù)據(jù)輸入，得出之前的設(shè)計(jì)方案的穩(wěn)定性是否能夠達(dá)到實(shí)際自然環(huán)境的考量，我們只需要依據(jù)仿真模型在進(jìn)行加固的鋼管連接的添加即可，通過在模型中建立完成后，在施工過程中預(yù)留著加固的連接點(diǎn)。這樣在鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，就可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)與輔助設(shè)施進(jìn)行再次的加固處理，保障鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，提高該建筑工程的安全系數(shù)。

5? 結(jié)束語

總之，當(dāng)前建筑行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，建筑工程的質(zhì)量需要隨著社會(huì)的要求提高。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為影響建筑工程質(zhì)量的重要因素，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)質(zhì)量的高度，對(duì)BIM 技術(shù)充分地應(yīng)用，合理修正建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的高度統(tǒng)一并不斷對(duì)BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究和探索，以不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的不斷提高，推動(dòng)建筑行業(yè)更好發(fā)展。

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