BIM 在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

車 娜

（山西省輕工設計院有限公司，山西 太原 030001）

隨著建筑工程項目新功能、新形態(tài)的發(fā)展，人們對建筑的要求越來越高，不僅要具有傳統(tǒng)的適用性、耐久性和安全性，還要滿足建筑美學，適應客戶的個性化需求?，F(xiàn)代的建筑設計不僅要融進建筑外觀美學，還要考慮到結(jié)構(gòu)、電氣、水電和暖通設計，過去采取的建筑設計都是二維的平面設計，BIM 的到來讓建筑三維仿真成為現(xiàn)實。

1 BIM 技術(shù)主要特征

BIM 技術(shù)主要是通過構(gòu)建數(shù)字化模型實現(xiàn)對建筑工程設計、施工、管理的一種先進技術(shù)，其主要特征包括3 個方面，即信息集成化、信息傳遞性以及協(xié)同設計。1） 信息集成化其主要包括設計過程的集成化與設計信息的集成化。2）信息傳遞性該特性是BIM 技術(shù)的獨有特點之一。也即是說，當修改程序中的單個數(shù)據(jù)后，BIM 系統(tǒng)自帶的自動修復功能將會發(fā)生作用，將修改信息傳遞至相應的圖元。3） 協(xié)同設計BIM 技術(shù)充分發(fā)揮了設計、施工、管理之間的紐帶作用，并在這一過程中幫助工程的順利實施提供詳盡的數(shù)據(jù)支撐，使工程建設更加趨于科學化、規(guī)范化。

2 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

2.1 分析建筑結(jié)構(gòu)和場地

建筑結(jié)構(gòu)設計首先要保證建筑的安全和穩(wěn)定，這是建筑結(jié)構(gòu)設計的基礎(chǔ)。加強這一方面工作投入是很有必要的，在建筑結(jié)構(gòu)設計時某個細節(jié)的疏忽都可能對整個建筑的穩(wěn)定產(chǎn)生嚴重的影響，影響整個建筑質(zhì)量和經(jīng)濟效率。BIM 技術(shù)可以與地理信息系統(tǒng)進行無縫銜接，通過導入地理信息數(shù)據(jù)對施工現(xiàn)場的情況進行模型模擬，通過直觀的地理模型，確定最佳施工場地，減少現(xiàn)場與設計不一致的情況。

2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)設計需要對整個建筑進行荷載計算，考慮梁、板、柱的承載能力并進行設計計算，整個過程復雜而繁瑣，加上圖紙修改，更是加重了設計人員的負擔。就當前市場上的軟件來看，還沒有哪一款軟件可以整合結(jié)構(gòu)分析和建筑設計，BIM 技術(shù)卻可以實現(xiàn)建筑和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。通過Revit 建立模型，直接出建筑圖，設計人員將模型導入結(jié)構(gòu)軟件PKPM 進行設計，真正地實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)和建筑的互導。但是，軟件互導會導致部分圖元信息的丟失，Revit 軟件中的模型導入PKPM 軟件中也存在這個問題，圖元信息一旦丟失，設計人員會花費大量的時間和精力去修復模型，對設計人員的技術(shù)水平要求較高，希望未來的BIM 能夠真正地完善其信息模型，減少模型互導中的數(shù)據(jù)丟失問題。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)建模應用

伴隨建筑工程持續(xù)發(fā)展，建筑工程日益呈現(xiàn)出大空間、大跨度發(fā)展趨勢，這也逐步增大了鋼結(jié)構(gòu)的應用數(shù)量與規(guī)模。鋼結(jié)構(gòu)鏈接、強化件數(shù)量眾多，布置極廣，鋼結(jié)構(gòu)設計難度因此明顯增大?；贐IM 技術(shù)，則能在計算鋼結(jié)構(gòu)梁高度基礎(chǔ)上專門設計所有連接件，參數(shù)化處理這些連接件，基于BIM 技術(shù)參數(shù)共享則能有效控制好鋼結(jié)構(gòu)中連接件（種螺栓等） 間距與數(shù)量，如果有新連接件構(gòu)建，設計師無需進行重復設計工作，僅需對有關(guān)參數(shù)進行調(diào)整就能實現(xiàn)新連接件設計；基于BIM 技術(shù)，設計師同樣可以將加強件的大樣圖輕松繪制成功，滿足加強件的設計與制作需要。

2.4 可視化結(jié)構(gòu)設計中BIM 技術(shù)的應用

BIM 技術(shù)可以將抽象的建筑數(shù)據(jù)信息處理轉(zhuǎn)化為立體的可見的3D 模型，建筑模型中的建筑尺寸、角度等等信息完全與實際相符，可以使設計人員與施工人員從各個角度記性查看。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設計方案總能中都會存在著一些問題，但是由于圖紙是平面的，并不容易被發(fā)現(xiàn)，往往在施工的過程中果實施工完成之后才能夠發(fā)現(xiàn)不合格的地方，再次進行返工不僅浪費了大量的人力與物資，還會使得整體的工期因此延后。使用BIM 技術(shù)可以在施工開始前就對工程的整體結(jié)構(gòu)進行觀察，輕而易舉的找出不合理的地方，從而進行改進。

2.5 提高出圖效率

Revit 軟件制作的建筑模型，在出圖過程中有兩個便利，大大提高了出圖的效率。第一，對于模型的建筑圖，只需要點擊出圖即可，就可以直接導出想要的一整套圖紙，軟件會自動的進行平、立、剖圖的選擇和完善，而且出圖精確度很高，基本不需要人工修改，猶如將人手工繪制的圖紙，直接交給軟件自動繪制，大大的提高了繪制效率。第二，如果遇到圖紙的大樣圖，也就是對某些細部的剖面圖，傳統(tǒng)繪制圖紙只能讓設計人員進行三維想象，并通過CAD 進行繪制，繪制容易出錯，而且效率特別慢，可是在Revit 軟件上，只需設計某平面，點擊形成剖面圖即可，就可以直接形成所對應的剖面圖，而且圖紙信息可以實現(xiàn)傳遞和共享。

3 結(jié)語

建筑行業(yè)作為對社會、經(jīng)濟發(fā)展和人民生活影響巨大的行業(yè)，其發(fā)展不僅需要施工人員努力提高施工水平，在實際施工中不斷探索和創(chuàng)新，不斷改進現(xiàn)場施工工藝、施工方法，還需要設計人員不斷提高設計水平，通過應用新材料、新工藝、新形式降低施工難度和施工成本，不斷提高建筑的安全性、耐用性。BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用，極大地提高了建筑結(jié)構(gòu)設計的工作效率和設計方案的科學性，減少了不必要的設計錯誤。當前，BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用還需設計人員繼續(xù)完善，同時將其影響力擴大到建筑設計的相關(guān)領(lǐng)域，促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。