基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計流程管理探討

段瑤

摘 ? ?要：建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性就對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出了更高的要求，尤其是在設(shè)計質(zhì)量和工作量這兩個方面。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)無法跟上建筑行業(yè)發(fā)展的潮流了，BIM技術(shù)的引進(jìn)，能夠很大程度上的提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量和效率，為建筑行業(yè)的發(fā)展打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計;BIM;流程管理

1 ?前言

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程當(dāng)中，建筑設(shè)計質(zhì)量能夠?qū)ㄖ馁|(zhì)量起到?jīng)Q定性的影響作用。傳統(tǒng)的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計方式存在著效率低下、質(zhì)量不高的問題，并且傳統(tǒng)的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計方式的繪圖工作量很大，在一定程度上影響到整個建筑施工的效率。

2 ?BIM技術(shù)的概述

2.1 ?BIM的概念

BIM（Building Information Modeling）建筑信息模型是利用數(shù)字模型完成建筑設(shè)計項(xiàng)目的設(shè)計和管理，具有著智能化、數(shù)字化、各個模型間關(guān)聯(lián)性良好等等一系列優(yōu)勢。通過建筑信息模型能夠在建筑工程項(xiàng)目的運(yùn)營過程當(dāng)中起到對項(xiàng)目設(shè)計和改造的作用。借助建筑信息模型技術(shù)可以加強(qiáng)建筑行業(yè)的繼承性，并且在一定程度上提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。不管是在建筑施工的過程當(dāng)中，還是建筑工程的設(shè)計過程中，建筑信息模型技術(shù)都顯得十分重要。

2.2 ?圖紙自動修改的功能

BIM技術(shù)在設(shè)計圖紙時非常的辯解，并且通過BIM技術(shù)設(shè)計的圖紙中有很多與設(shè)計相關(guān)的信息，如果設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)了這些圖紙當(dāng)中存在的問題，可以對這些圖紙進(jìn)行相應(yīng)的修改，BIM系統(tǒng)也會對參數(shù)進(jìn)行修改。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠大大提高建筑圖紙設(shè)計的效率，減少了人工畫圖修改的時間，同時也減少了工作人員的精力消耗，這樣能夠保證工作人員的精力投入到其他建筑設(shè)計的過程當(dāng)中。另外，如果修改完畢的設(shè)計圖紙和修改之前的設(shè)計圖紙不一樣，BIM系統(tǒng)可以對圖紙進(jìn)行自動化的對比和分析，從而在對比的過程當(dāng)中選擇最適合建筑設(shè)計的圖紙，這樣能夠最大程度上保證設(shè)計的質(zhì)量。

2.3 ?設(shè)計數(shù)據(jù)的信息化功能

現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展是以高科技技術(shù)為基礎(chǔ)的，BIM技術(shù)的發(fā)展始終都是緊跟時代發(fā)展的潮流，把信息技術(shù)作為其發(fā)展的核心技術(shù)支撐，在能夠攜帶信息的同時，還能夠存儲在建筑過程當(dāng)中所有的重要數(shù)據(jù)。信息化技術(shù)儲存數(shù)據(jù)的能力比人工儲存信息的能力要強(qiáng)得多，并且更加精確，不容易丟失。使用BIM技術(shù)儲存信息，能夠保證數(shù)據(jù)信息的安全性和可靠性，這些數(shù)據(jù)能夠長時間的在BIM系統(tǒng)內(nèi)部保存。建筑人員也不用像傳統(tǒng)的方式那樣查找信息，利用BIM技術(shù)，工作人員能夠在第一時間就得到全面的信息。同時，BIM技術(shù)儲存信息的能力極大程度上方便了設(shè)計人員對數(shù)據(jù)和信息的查找，防止數(shù)據(jù)出錯的問題出現(xiàn)，從而保證建筑設(shè)計的質(zhì)量，推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

3 ?傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要問題

（1）設(shè)計方法。傳統(tǒng)的二維施工圖繪制方法只能從平面和剖面兩個方面進(jìn)行繪制，如果不經(jīng)過仔細(xì)的校對經(jīng)常會出現(xiàn)位置不對的錯誤，影響設(shè)計的效率和質(zhì)量，影響建筑施工的進(jìn)行。

（2）設(shè)計手段。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當(dāng)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)建模計算這兩個方面需要在不同的計算機(jī)和軟件當(dāng)中進(jìn)行。結(jié)構(gòu)計算需要依靠二維軟件中結(jié)構(gòu)的布置情況來計算結(jié)構(gòu)建模。結(jié)構(gòu)設(shè)計完成之后也并不是一成不變的，需要經(jīng)過反復(fù)的修改，但是結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷修改就會加大在結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的工作量，從而一定程度上影響了結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

（3）設(shè)計管理。一旦整個建筑項(xiàng)目開始了施工作業(yè)，設(shè)計單位面臨的工作量就會變得異常巨大。所以說，很多建筑單位為了能夠達(dá)到事先設(shè)計的工作目標(biāo)，會以忽視設(shè)計質(zhì)量為前提，這就會導(dǎo)致圖紙設(shè)計的布局不合理、內(nèi)容不完整等等。

4 ?基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計流程

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖紙的劣勢和局限性，在圖紙的設(shè)計過程當(dāng)中結(jié)合BIM技術(shù)對傳統(tǒng)的圖紙設(shè)計進(jìn)行了全方位的優(yōu)化。

4.1 ?方案設(shè)計階段

基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計階段的管理流程：先根據(jù)建筑專業(yè)體提交模型，然后結(jié)合具體的實(shí)際情況再來進(jìn)行設(shè)計和建模工作的開展。然后，通過對結(jié)構(gòu)模型的計算和分析，來進(jìn)行相對應(yīng)的調(diào)整和修改。最后，不斷調(diào)整和修改各方面的意見，進(jìn)入圖紙設(shè)計的初步階段。

4.2 ?初步設(shè)計階段

基于BIM技術(shù)的初步設(shè)計階段的流程：建筑項(xiàng)目的各個階段互相提交方案和結(jié)構(gòu)模型。在這個過程當(dāng)中，對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件位置和尺寸的大小也要初步預(yù)留設(shè)備孔洞從而起到良好的提前預(yù)知。

4.3 ?施工圖設(shè)計階段

基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計階段，各個專業(yè)互相交流初步設(shè)計出來的模型，根據(jù)施工的環(huán)境，比如地基、風(fēng)荷載等實(shí)際情況來完成對環(huán)境的評估。匯總各個專業(yè)的初步模型的數(shù)據(jù)，來把施工圖的BIM立體模型一起交付給業(yè)主。

5 ?在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)

5.1 ?建立模型

BIM技術(shù)和傳統(tǒng)的圖紙設(shè)計技術(shù)不一樣，它是一種三維立體的技術(shù)，所以說，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當(dāng)中可以通過BIM技術(shù)來進(jìn)行三維模型的展示，能夠更加直觀的展現(xiàn)出設(shè)計的成果。由于建筑設(shè)計的結(jié)構(gòu)不是一成不變的，而是不斷發(fā)展的，所以就可以借助BIM技術(shù)來對整個建筑設(shè)計的結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時的掌握，并且還能為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供很大的參考作用。設(shè)計人員借助BIM技術(shù)可以把設(shè)計圖紙的修改過程和修改時間大大縮短，這樣一來有利于幫助設(shè)計人員提高圖紙設(shè)計的工作效率。

5.2 ?在建筑結(jié)構(gòu)空間規(guī)劃當(dāng)中的應(yīng)用

建筑的空間設(shè)計師建筑設(shè)計過程當(dāng)中比較重要的一個部分，所以一定要保障建筑空間設(shè)計的合理性和科學(xué)性。在進(jìn)行實(shí)地分析的時候，最關(guān)鍵的就是要對建筑地形的情況進(jìn)行全方位的評估和把控，考慮施工環(huán)境周圍的地形情況是否符合建筑空間的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對于斜率的分析和坡向的分析一定要把控到位，不能出現(xiàn)任何差錯，以此保證圖紙設(shè)計的質(zhì)量，從而保障建筑施工的質(zhì)量。

5.3 ?在建筑結(jié)構(gòu)性能分析當(dāng)中的應(yīng)用

如果使用傳統(tǒng)的設(shè)計方法，在建筑結(jié)構(gòu)分析的過程當(dāng)中就會出現(xiàn)很多問題。比如說會讓建筑企業(yè)和建筑單位加大人力、物力、財力的投入，在一定程度上加大了建筑單位的施工成本，不利于建筑企業(yè)的成本控制。使用傳統(tǒng)設(shè)計方法還有一個最大的弊端就是圖紙設(shè)計的過程當(dāng)中會出現(xiàn)誤差，誤差的出現(xiàn)能夠影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)一步影響建筑的質(zhì)量，可能會出現(xiàn)無法預(yù)計的結(jié)果。

但是借助BIM技術(shù)，就能在提高分析過程的效率的同時，保證分析出來的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，能夠及時發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果當(dāng)中存在的不足并及時的給出解決的辦法。從而最大程度上消除了圖紙設(shè)計中的誤差，保障了建筑施工的安全性和質(zhì)量問題。

5.4 ?BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

現(xiàn)如今建筑結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展不斷加快，并且在發(fā)展的過程當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)工程的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，這就使得鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也變得越來越大，不管是鋼結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)件還是連接件布置的過程，其實(shí)都非常不容易，包含了很多一系列復(fù)雜的操作和工藝。但是借助BIM技術(shù)就能夠有效的解決這個問題。

BIM技術(shù)還能夠最大程度上保證建筑連接件的特定化設(shè)計，能夠有效防止出現(xiàn)細(xì)節(jié)方面的問題，從根本上解決和避免一切能夠引發(fā)建筑質(zhì)量問題的情況和因素出現(xiàn)，保證了建筑圖紙設(shè)計的精確性和建筑的質(zhì)量以及安全問題。

6 ?結(jié)論

綜上所述，把BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程當(dāng)中是非常有必要的，不僅能夠提高建筑工程設(shè)計的質(zhì)量，還能降低建筑企業(yè)在生成和設(shè)計過程當(dāng)中的成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳波.基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計流程管理研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（5）：260～262.

[2] 沈旭.基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計流程管理研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（11）：115.