基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程管理研究

郝倩楠

摘要：BIM技術(shù)通過(guò)整合各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)，再用數(shù)字仿真模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型搭建，以此來(lái)完成對(duì)施工的管理，能夠有效提高管理工作的精細(xì)度。BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中可應(yīng)用的范圍非常廣泛，在前期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用光其突出，它一方面能夠?qū)崿F(xiàn)各種信息數(shù)據(jù)的資源共享，提高工作效率，另一方面還能有效保障各個(gè)施工主體之間的交流和協(xié)調(diào)，能夠有效降低施工中的成本。此外，BIM技術(shù)所具備的先進(jìn)技術(shù)理念，又為施工質(zhì)量提供了強(qiáng)大的支持。但就目前而言，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程管理方面對(duì)于BIM技術(shù)的使用還存在一些問(wèn)題，限制著其價(jià)值的發(fā)揮，加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究對(duì)于促進(jìn)其價(jià)值發(fā)揮、促進(jìn)施工水平提升具有重要意義。

關(guān)鍵詞：BIM;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程;管理措施

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

（一）設(shè)計(jì)協(xié)同性和可視性

將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相關(guān)的建筑工作人員能夠通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)數(shù)字模型和信息的傳遞，同建筑施工設(shè)計(jì)中的各部門環(huán)節(jié)進(jìn)行聯(lián)系，這樣就建立了一個(gè)良好的統(tǒng)一的能夠幫助建筑設(shè)計(jì)的溝通和交流平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)中，與結(jié)構(gòu)相關(guān)的各個(gè)部門能夠根據(jù)相互之間的設(shè)計(jì)和施工實(shí)際情況及需求進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的溝通，共同解決建筑施工設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的質(zhì)量和效率。除此之外，BIM技術(shù)還具有可視性的特點(diǎn)，信息技術(shù)在經(jīng)過(guò)數(shù)字化的處理后建筑整體數(shù)據(jù)即可以虛擬模型的形式出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)在這樣的情況下充分直觀的顯現(xiàn)出來(lái)，更好的幫助了設(shè)計(jì)人員完善設(shè)計(jì)方案。

（二）模擬性

用三維技術(shù)對(duì)施工進(jìn)行效果模擬，對(duì)各種施工必要流程進(jìn)行模擬，可以有效確保施工效率和質(zhì)量。出圖方面，它涵蓋了結(jié)構(gòu)圖、施工圖、設(shè)計(jì)圖、加工圖等多種類型，將BIM技術(shù)中2D.3D相互結(jié)合，通過(guò)碰撞檢查深化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后的施工圖潛在的問(wèn)題和缺陷，進(jìn)而在問(wèn)題出現(xiàn)前解決。

（三）信息傳遞和集合性

BIM技術(shù)的一大特點(diǎn)是其有著信息的傳遞性和集合性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)施工中的有效信息及時(shí)快速的反饋給設(shè)計(jì)師和相關(guān)人員，本身建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)是將整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體化成為一個(gè)數(shù)字模型，通過(guò)數(shù)字模型結(jié)構(gòu)有關(guān)數(shù)據(jù)信息可以全部直觀的展現(xiàn)出來(lái)，不同于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣的技術(shù)能夠?qū)⑿畔⑦M(jìn)行傳遞整合，可以有效地提高建筑施工效率和質(zhì)量。

二、基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程管理措施分析

（一）方案設(shè)計(jì)階段

基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段的管理流程：結(jié)構(gòu)專業(yè)先依據(jù)建筑專業(yè)提交的方案模型，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)和建模。然后，對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行計(jì)算和分析，并進(jìn)行調(diào)整和修改以及校審。下一步匯總各專業(yè)的方案模型數(shù)據(jù)，并進(jìn)行設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。最后，修改和調(diào)整各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)入到初步設(shè)計(jì)階段。

（二）初步設(shè)計(jì)階段

基于BIM技術(shù)的初步設(shè)計(jì)階段的流程：首先，項(xiàng)目的各個(gè)專業(yè)相互提交方案模型，根據(jù)地勘報(bào)告和荷載信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)建模，在此過(guò)程中，結(jié)構(gòu)和其他專業(yè)互提設(shè)計(jì)模型信息，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件位置和尺寸的初步設(shè)計(jì)并初步預(yù)留各專業(yè)的設(shè)備孔洞。然后，計(jì)算和分析結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整、修改和校審。最后，根據(jù)各初步設(shè)計(jì)模型對(duì)數(shù)據(jù)融合匯總，進(jìn)行必要的修正和調(diào)整完成后進(jìn)入下一個(gè)階段。

（三）在中期設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

中期設(shè)計(jì)階段主要的工作內(nèi)容在于對(duì)建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的完善和敲定，例如，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的仿真模擬，對(duì)建筑架構(gòu)性能的分析以及關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

第一，BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)的仿真模擬方面的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中的核心和關(guān)鍵，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作而言，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是整個(gè)設(shè)計(jì)工作中的重難點(diǎn)所在。在實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用需要確定梁與柱之間的連接、梁與梁之間的絞接、梁與梁之間的剛接等多種連接方式，并通過(guò)對(duì)各種參數(shù)的核實(shí)來(lái)確保連接方式的合理性和科學(xué)性。此外，還需要把各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，然后構(gòu)建出相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，再根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)連接模擬，以確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，同時(shí)保證精準(zhǔn)度和合理性。

第二，BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)性能分析中的應(yīng)用。在建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，僅僅確定建筑框架符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要重視對(duì)建筑結(jié)構(gòu)其他性能的分析明確，例如，建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性等。所以，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)的使用性能進(jìn)行全面、綜合的事前分析，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際用途對(duì)施工材料進(jìn)行確定，例如外墻體材料、鋼材料等，在對(duì)施工材料的選擇上，還需要明確到其荷載系數(shù)，確保材料的選擇符合國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范要求。另外，還需要運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案涉及的多種性能進(jìn)行分析，找到其中的不足與欠缺，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充完善，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量和可靠性。

第三，BIM技術(shù)在關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)各種結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性分析是一項(xiàng)必不可少的工作，為了確保結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性分析的準(zhǔn)確性，需要用到BIM技術(shù)來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，由此真實(shí)、具體地反映出施工結(jié)構(gòu)之間存在的關(guān)聯(lián)性。例如建筑的預(yù)留洞口和墻體之間的關(guān)聯(lián)性分析，洞口的存在必須依附于墻體，墻體的存在才能有洞口的存在，兩者的聯(lián)系非常緊密。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)有著很至關(guān)重要的意義，是一種不可或缺的存在。這就要求相關(guān)操作人員具有很高的技術(shù)水平和專業(yè)能力，熟練掌握和運(yùn)用BIM技術(shù)，才能更好的發(fā)揮BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，提高建筑設(shè)計(jì)流程的質(zhì)量和效果，從而使得設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑結(jié)構(gòu)更加貼合人們對(duì)建筑物的要求和需求，這不但對(duì)保護(hù)資源環(huán)境、推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展具有重要意義，還加深入們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的信任。

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