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

喻昌

（張掖市建工設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，甘肅張掖 734000）

BIM 技術(shù)的全稱為Building Information Modeling，它是基于信息化技術(shù)并以計(jì)算機(jī)為媒介，將建筑行業(yè)建模時(shí)所需要進(jìn)行繪制的圖紙，以三維立體的形式進(jìn)行呈現(xiàn)的一項(xiàng)專用于建筑行業(yè)建模的技術(shù)，而基于此技術(shù)所制成的圖紙有著接近完美的精準(zhǔn)性。而在建筑行業(yè)中對(duì)于數(shù)據(jù)的完善與數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性都有著非常高的要求，BIM 技術(shù)的應(yīng)用正好讓數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性得到了保障，同時(shí)還能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)模型以更加直觀、更加具像化的方式展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員的面前，這能夠在更大程度上幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行更加有效地改進(jìn)工作與完善工作，最終使建筑結(jié)構(gòu)更為科學(xué)。

1 BIM 技術(shù)的特性

1.1 信息集成

BIM 技術(shù)的運(yùn)用需要將計(jì)算機(jī)作為媒介，而因BIM 技術(shù)依托于計(jì)算機(jī)而使得BIM 技術(shù)能夠進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)計(jì)算。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往需要涉及多領(lǐng)域且海量的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算方式在科技飛速發(fā)展的現(xiàn)在已然不能夠提供足夠的“能量”。在運(yùn)用BIM 技術(shù)后，海量的數(shù)據(jù)與整合工作從復(fù)雜轉(zhuǎn)為了清晰化且也因計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力使得BIM 技術(shù)能夠同時(shí)對(duì)多方面數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，例如整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程方面的數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)信息方面的數(shù)據(jù)。BIM 技術(shù)除了能夠讓數(shù)據(jù)的整合更具便利性外，更有著在模擬建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)讓設(shè)計(jì)人員明確設(shè)計(jì)的可行性的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)锽IM 技術(shù)有別于CAD 技術(shù)，它能夠從多個(gè)幾何角度結(jié)合于多個(gè)幾何信息建立對(duì)應(yīng)的信息模型，這令設(shè)計(jì)人員在選擇建筑材料、建筑過(guò)程中所需要的結(jié)構(gòu)數(shù)量等重要組成因素時(shí)有了一定的參考依據(jù)。

1.2 統(tǒng)一相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)

BIM 技術(shù)有別于傳統(tǒng)的手工繪制或者CAD 技術(shù)，它有著非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)一和數(shù)據(jù)傳遞功能，即在設(shè)計(jì)過(guò)程中當(dāng)設(shè)計(jì)人員對(duì)某一處數(shù)據(jù)進(jìn)行更為科學(xué)的調(diào)整時(shí)，其他相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)一化修改，而這樣自動(dòng)化程度較高的技術(shù)在很大程度上減輕了設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度與工作壓力且最大限度降低了設(shè)計(jì)人員在修改一處數(shù)據(jù)而忘記進(jìn)行其他區(qū)塊數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)修改的情況的發(fā)生，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程能夠有著較高的正確性。

1.3 相互合作

建筑施工的開展需要多個(gè)領(lǐng)域的共同協(xié)作與多個(gè)部門的通力配合才能夠做到完善且有成效地開展，而在建筑施工的開展過(guò)程當(dāng)中，效率較為差強(qiáng)人意的即為各部門之間的聯(lián)系與溝通的效率。隨著BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，使得這一低效率的環(huán)節(jié)得到極大的改善。

具體進(jìn)行分析主要是因?yàn)锽IM 技術(shù)其所具備的相關(guān)特性，令溝通這一環(huán)節(jié)中各部門之間的聯(lián)系變得更為便捷。而相關(guān)特性指因BIM 技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的三位模型的創(chuàng)設(shè)使得各部門能夠在此三位模型之中去選擇自身所需要進(jìn)行信息和要素進(jìn)行相關(guān)工作的開展，而用BIM 技術(shù)自帶的自動(dòng)檢測(cè)功能使得各部門在對(duì)應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)與調(diào)整時(shí)能夠?qū)⑵渌块T掌握的三位模型與相關(guān)信息進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，這充分地加快了各部門之間的協(xié)同合作、協(xié)同設(shè)計(jì)的節(jié)奏，令相互合作的整體質(zhì)量得到明顯提高。

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

2.1 在建筑場(chǎng)地分析中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)煩瑣且復(fù)雜的工程，因?yàn)榻ㄖ耐庥^、建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)并不能單憑著設(shè)計(jì)師的所思所想、客戶的需要而隨意進(jìn)行設(shè)計(jì)的，若要真正做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了要把控建筑結(jié)構(gòu)的合理性外，同時(shí)還要兼顧建筑施工所在地的地理環(huán)境、水文條件等，只有這樣從多方面角度進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)才能夠最大限度保障建筑的安全性與質(zhì)量。

在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要對(duì)多方面數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷分析，導(dǎo)致工作效率處于較低的水平；而在當(dāng)前，因BIM 技術(shù)的加持，建筑場(chǎng)地分析這項(xiàng)煩瑣的事情變得簡(jiǎn)單。因?yàn)锽IM 技術(shù)能夠結(jié)合信息化技術(shù)并以強(qiáng)大的計(jì)算能力為基礎(chǔ)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期所需要進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率的分析，且分析得出的結(jié)果能夠給予設(shè)計(jì)人員一定的參考意義，這大大減輕了設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)擔(dān)也令建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠更符合于建筑所坐落的環(huán)境之中，也讓施工工程在開展時(shí)能夠更為順利。

2.2 在中期設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

在前期的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因BIM 技術(shù)的運(yùn)用而讓基于地理環(huán)境、水文條件等方面的勘測(cè)工作與后續(xù)基于此而確定的建筑結(jié)構(gòu)的選型、體系結(jié)構(gòu)的確定變得簡(jiǎn)單。在中期設(shè)計(jì)階段中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)前期工作得出的參考依據(jù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的完善與確定，但這項(xiàng)工作涉及的細(xì)節(jié)和要點(diǎn)是十分復(fù)雜的，如所敲定結(jié)構(gòu)的仿真模擬、建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性等等。而BIM 技術(shù)的運(yùn)用讓仿真模擬實(shí)驗(yàn)有著非常高的真實(shí)性且也讓所設(shè)計(jì)的方案中的不足得到了呈現(xiàn)，這給設(shè)計(jì)人員提供了進(jìn)行改良的基礎(chǔ)和必要條件。

2.3 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各專業(yè)協(xié)同中的應(yīng)用

正如上文提到的，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的領(lǐng)域與相關(guān)數(shù)據(jù)是非常多的，而傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程所提供的“低效益”已然無(wú)法為有著現(xiàn)代化需求的現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。BIM技術(shù)的運(yùn)用在很大程度上讓多領(lǐng)域、多專業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用變得更為高效，但高效的數(shù)據(jù)傳播是不足以支撐起建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這項(xiàng)繁鎖的工程的，而BIM 技術(shù)在令數(shù)據(jù)傳播有著高效率的同時(shí)亦讓數(shù)據(jù)的匯總、數(shù)據(jù)的處理都有著統(tǒng)一的高效處理效率。這樣多方面協(xié)同工作且高效率的結(jié)合使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作效率和數(shù)據(jù)完整性都有了進(jìn)一步的提高。

2.4 在建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力表現(xiàn)模擬與分析中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建除去將建筑所在地的水文條件、地理環(huán)境等信息作為基礎(chǔ)與必要參考因素外，結(jié)合這些條件針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行相關(guān)分析與預(yù)設(shè)亦是非常重要且能夠基于BIM技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的。建筑結(jié)構(gòu)性能情況、應(yīng)力表現(xiàn)關(guān)乎著建筑在實(shí)際建設(shè)地點(diǎn)落成后建筑自身所能承載的壓力，且這關(guān)乎著住戶的人身安全等。

建筑結(jié)構(gòu)整體的應(yīng)力表現(xiàn)在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中難以得到有質(zhì)量且全面的分析，反觀結(jié)合于BIM 技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力表現(xiàn)的模擬與分析能夠因BIM 技術(shù)的運(yùn)用而進(jìn)行例如建筑在接收到某種振動(dòng)且振動(dòng)方向較為多樣時(shí)的實(shí)際應(yīng)力表現(xiàn)等，而BIM 技術(shù)對(duì)于此表現(xiàn)的模擬與分析是基于其內(nèi)置的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)工作人員將各要點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入系統(tǒng)來(lái)運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行一個(gè)計(jì)算，基于此而進(jìn)行的分析能夠在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中就對(duì)設(shè)計(jì)中存在的缺陷與不足進(jìn)行修改與完善，避免建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)因此類問(wèn)題而出現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的問(wèn)題，這樣的模擬與分析給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增添了極高的可靠性。

3 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題

在運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格檢驗(yàn)方案中的數(shù)據(jù)是否有存在錯(cuò)誤且要對(duì)應(yīng)地及時(shí)進(jìn)行相關(guān)調(diào)整；在運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行仿真模擬時(shí)切記要全方位地對(duì)重難點(diǎn)項(xiàng)目、隱蔽性項(xiàng)目進(jìn)行多次檢查，以此來(lái)保證相關(guān)設(shè)計(jì)是否合理；在進(jìn)行原點(diǎn)文件的創(chuàng)建時(shí)要嚴(yán)格落實(shí)主體專業(yè)的條件，防止因工程項(xiàng)目主體專業(yè)令原點(diǎn)文件的創(chuàng)建受到影響。

除上述所提到的外，BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用讓更多的3D 工具步入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程之中，而3D 工具與BIM技術(shù)的結(jié)合讓工作人員需要不斷調(diào)整與設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)、模塊參變量相較于2D 軟件而言增加了很多。因此在結(jié)合3D 工具與BIM 技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)、模塊參變量的設(shè)計(jì)亦是各工作人員需要注意的問(wèn)題；結(jié)合于BIM 技術(shù)而出現(xiàn)的3D 工具相較于2D 工具而言有著更多的功能，但同時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)需要更多的模塊對(duì)其進(jìn)行支撐才能夠?qū)崿F(xiàn)，而更多的模塊的添加增加了工作人員的工作難度，因此對(duì)于更多模塊的學(xué)習(xí)亦是需要注意的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

以上便是本文的全部?jī)?nèi)容，BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用極大地提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作效率且也讓在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的準(zhǔn)備工作與相關(guān)數(shù)據(jù)采集變得更具便利性與準(zhǔn)確性，同時(shí)也因BIM 技術(shù)的具象化技術(shù)使得設(shè)計(jì)中的不足之處變得更為突出，更好地幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)于此的改良。