建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐分析與研究

周興衛(wèi) 李非非 王超級

【摘要】隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提升，各行各業(yè)的發(fā)展都離不開BIM技術(shù)的應(yīng)用，其中BIM產(chǎn)品也是我國建筑領(lǐng)域中不可獲取的技能，對提高建筑工程的質(zhì)量和水平帶來了積極的影響。通常，借助BIM技術(shù)可以有效集合與整合多個方面的資料，繼而提升對建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃的預(yù)期效果，繼而從多方面、多角度來實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)數(shù)字一體化的特征。通過收集BIM技術(shù)的相關(guān)資料，加快建立完善的BIM資料體系，分析和整理好建筑體系所需要的內(nèi)容，滿足施工單位建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用效率，繼而增強(qiáng)設(shè)計(jì)的有效性，為推動建筑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、提升建筑質(zhì)量帶來積極的影響。

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

1、BIM技術(shù)的在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢

將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢，這些優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下方面：第一，促進(jìn)數(shù)據(jù)信息化發(fā)展。BIM技術(shù)是以現(xiàn)代科學(xué)為基礎(chǔ)的，可以對信息進(jìn)行有效全面的處理。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)相比具有突出的優(yōu)越性，工程設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)對建筑工程的信息進(jìn)行快速及時全面的處理，并且可以在建筑工程數(shù)據(jù)庫中快速查詢相關(guān)的有效數(shù)據(jù)。此外，各種數(shù)據(jù)具有密切的聯(lián)系，利用BIM數(shù)據(jù)庫可以為設(shè)計(jì)人員節(jié)省大量的設(shè)計(jì)時間，對提高設(shè)計(jì)效果也有重要幫助。第二，BIM技術(shù)的充分應(yīng)用有利于推動設(shè)計(jì)的統(tǒng)一化發(fā)展。將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中能夠提高設(shè)計(jì)效率，同時可以對建筑工程中的光源、外貌以及材質(zhì)屬性等進(jìn)行全面具體的了解。在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，可以將萁融入到具體的建筑工程中，因?yàn)槿康慕ㄖこ虜?shù)據(jù)信息都可以輸入到BIM數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計(jì)人員在對建筑工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，還可以了解到建筑工程的節(jié)能效果、光照情況以及使用舒適性。在此基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)工作，能夠保證設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化。第三，BIM技術(shù)具有較強(qiáng)的三維效果。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中對BIM技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用能夠體現(xiàn)出比較良好的三維效果。因?yàn)锽IM技術(shù)本身包含三維技術(shù)可以將建筑結(jié)構(gòu)模型立體展示出來，設(shè)計(jì)工作人員可以通過建筑模型的立體效果充分了解建筑工程的各個部分。在此基礎(chǔ)上，可以對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)以及完善，保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性以及合理性。

2、BIM技術(shù)的原理分析以及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要作用

在建筑行業(yè)中，關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的技術(shù)更新速度一直是最快的，其受現(xiàn)代科技發(fā)展的影響也是最為明顯。如今許多大型建筑工程都開始使用新型的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，主要都是依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件。相同的是，所有的這些技術(shù)軟件都要遵循相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。以BIM技術(shù)為例，該技術(shù)主要是利用對建筑物進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再進(jìn)行建筑模型的構(gòu)建和分析，它所依據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和要求被稱為IFC標(biāo)準(zhǔn)。IFC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求對建筑物施工管理的各項(xiàng)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)范處理，這樣才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和共享。BIM技術(shù)就是基于這種操作規(guī)范，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析之時都使用IFC技術(shù)格式，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目各個環(huán)節(jié)中數(shù)據(jù)傳輸和交換。

BIM技術(shù)的核心在于對建筑物進(jìn)行模型化處理，這樣就實(shí)現(xiàn)了對以往建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本性超越——即由抽象的工程圖紙轉(zhuǎn)化成具體形象的三維模型，既方便了技術(shù)人員的操作，也方便了工程師的解讀和方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

通過三維平臺的建立，可以輕松的實(shí)現(xiàn)對建筑物中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的處理和分析，在數(shù)據(jù)的處理速度、數(shù)據(jù)庫容量、建筑模型的建立和控制等方面都提供了一定的保障。其核心技術(shù)在于對建筑物數(shù)據(jù)庫的建立和分析處理，并且通過復(fù)雜的軟件和計(jì)算工作來實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的參數(shù)化模型描述。之后，通過這些參數(shù)的分析，再進(jìn)行相應(yīng)的建筑模型的建立。在建筑項(xiàng)目的各個周期當(dāng)中，都有著BIM技術(shù)的身影，比如建筑項(xiàng)目前期的方案規(guī)劃、施工過程中的項(xiàng)目監(jiān)督和管理、建筑工程造價(jià)、施工技術(shù)的運(yùn)用、施工設(shè)備的分析等等。BIM技術(shù)的用處在于縮減建筑施工中的步驟，有效地簡化施工周期，同時將各種項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行電子化處理和分析，通過建筑模型的構(gòu)造和分析進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和把握，在后期的施工過程中還可以利用BIM技術(shù)對工程進(jìn)行監(jiān)督和管理，提高工程的建設(shè)效率。

對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，BIM技術(shù)的作用在于：首先它可以將目標(biāo)建筑物轉(zhuǎn)化為三維模型，從而打破了傳統(tǒng)的使用二維圖紙進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析的模式，省卻了設(shè)計(jì)人員的大量的勘測和繪圖時間，同時也方便了工程師的讀圖和設(shè)計(jì)過程。其次，BIM技術(shù)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)建筑物的三維模型化的同時，還將其中的各個參數(shù)都進(jìn)行了錄入，并且隨著設(shè)計(jì)方案的切換，這些建筑物的參數(shù)也會隨之切換，以便于設(shè)計(jì)師的結(jié)構(gòu)分析。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1在工程建模中的應(yīng)用

在工程建模過程中難度比較大，復(fù)雜程度也比較高，尤其是對一些鋼結(jié)構(gòu)建筑工程來說，除了要從根本上落實(shí)結(jié)構(gòu)的連接工作，同時還要確保構(gòu)建布置的科學(xué)性以及合理性。在實(shí)際鋼建筑結(jié)構(gòu)連接過程中，要重視對梁柱連接工作進(jìn)行落實(shí)，同時還要檢查梁與梁之間的連接質(zhì)量。在結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)過程中，必須保證連接件的完善性，確保螺栓量以及安置間距之間的合理性和科學(xué)性，要與相應(yīng)位置進(jìn)行結(jié)合，才能夠提升工程的施工效率。利用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)人員可以對建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維效果展示，對梁柱以及各連接件的實(shí)際情況進(jìn)行掌握，保證工程建模的準(zhǔn)確性。

3.2可視化技術(shù)的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對BIM技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，因?yàn)锽IM技術(shù)在應(yīng)用時主要依靠的是三維模型。利用三維模型可以對相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行完整展示。而在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是利用CAD繪圖技術(shù)將其應(yīng)用在建筑圖紙繪制過程中，雖然CAD技術(shù)可以對相關(guān)的建筑構(gòu)建信息進(jìn)行良好顯示，并且可以創(chuàng)建相應(yīng)的三維模型，方便工作人員對建筑構(gòu)建性能以及布局情況進(jìn)行全面掌握。但是在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)工作設(shè)計(jì)工作中，三維模型創(chuàng)立難度比較大，尤其是對一些復(fù)雜建筑來說，三維模型的創(chuàng)建效率以及完善性都存在一定問題。而利用BIM技術(shù)可以對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行跟蹤觀察，隨時了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)度，同時能夠發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中存在的不合理部分，并采取有效措施及時解決這些問題。尤其是在一些規(guī)模比較大的建筑工程設(shè)計(jì)過程中，利用BIM技術(shù)可視化特點(diǎn)，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行動態(tài)化展示，從根本上對建筑為結(jié)構(gòu)的大小進(jìn)行了解和明確，有利于完善建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。

結(jié)語：

BIM技術(shù)在建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可以促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的改進(jìn)，幫助建筑單位降低生產(chǎn)成本投入，繼而幫助企業(yè)提高利潤率。但是BIM技術(shù)在當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中也存在一定的難度，在未來的技術(shù)應(yīng)用中需要克服。

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