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

馬春萍

勝利油田正大工程開發(fā)設(shè)計(jì)有限公司 山東東營 257000

建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用BIM 技術(shù)不僅有利于信息的共享，也為構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)建筑行業(yè)不斷的發(fā)展。與此同時(shí)這類技術(shù)的優(yōu)勢在于，不斷地將其應(yīng)用在不同的構(gòu)件類型處理上，提升裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，也為這類技術(shù)的應(yīng)用提供更加廣闊的發(fā)展空間。

1 BIM 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)功能

1.1 模型集成

建筑設(shè)計(jì)人員利用BIM 技術(shù)可以把整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息加以量化，對各工程設(shè)計(jì)單位的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述，并把各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息匯總起來，構(gòu)建涵蓋各建筑結(jié)構(gòu)要件的數(shù)據(jù)信息模型。利用BIM 模型集成可以實(shí)現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部所有構(gòu)件位置與相互之間關(guān)系的精確展示，如墻、柱、梁等房屋的重要支撐構(gòu)件，并可以真實(shí)、準(zhǔn)確地反映建筑物設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)特征，還可以利用設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)的物理信息處理技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)結(jié)果的動態(tài)化模擬分析。

1.2 參數(shù)編輯

BIM 技術(shù)的核心是構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)的模型數(shù)據(jù)庫，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中形成的量化參數(shù)是構(gòu)成模型數(shù)據(jù)庫的基本要素，所以編輯并形成建筑結(jié)構(gòu)模型參數(shù)就成為BIM 技術(shù)的重要功能之一。在模型數(shù)據(jù)庫的參數(shù)編輯過程中，必須保證所構(gòu)建的建筑工程模型與結(jié)構(gòu)實(shí)體能夠準(zhǔn)確地一一對應(yīng)，從而協(xié)助建筑設(shè)計(jì)人員更為方便快捷地利用建筑設(shè)計(jì)模型，使建筑物的實(shí)際施工與設(shè)計(jì)方案保持一致[1]。

1.3 信息共享

BIM 技術(shù)的另一項(xiàng)重要功能是實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息的交換與共享。利用BIM 軟件，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以以模型封裝的方法把建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖錄入數(shù)據(jù)庫中，其他工作人員在進(jìn)入數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查看時(shí)，就可以非常方便快捷地利用結(jié)構(gòu)模型中的全部數(shù)據(jù)信息。根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，建筑設(shè)計(jì)人員可以充分參考其他科學(xué)的設(shè)計(jì)理念并應(yīng)用到自己的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去，根據(jù)自己設(shè)計(jì)的建筑物特點(diǎn)及建筑用途，適當(dāng)?shù)貙υO(shè)計(jì)方案予以調(diào)整和優(yōu)化，使建筑設(shè)計(jì)更具有整體性、科學(xué)性。

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

2.1 選址與布局

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性，其關(guān)鍵在于地址選擇以及結(jié)構(gòu)布局。對于山地建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來說，很多工程建設(shè)與水文、地質(zhì)環(huán)境因素存在密切的關(guān)系，利用BIM技術(shù)可以有效掌握整個(gè)建筑工程的場地情況以及結(jié)構(gòu)布局，之后利用GIS 技術(shù)深入分析工程實(shí)際情況合理進(jìn)行預(yù)測，比如可以分析出地形地貌、水文特征，然后分析建筑結(jié)構(gòu)體系和整體布局，保證施工期間的合理性[2]。

2.2 結(jié)構(gòu)分析

房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不單單是對荷載計(jì)算，然后進(jìn)行配筋計(jì)算，更不是二者的組合，還需要充分考慮到結(jié)構(gòu)的性能，在建筑結(jié)構(gòu)可以承受的荷載下發(fā)揮出工程效益，保證建筑安全。利用BIM 技術(shù)可以對建筑結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)進(jìn)行全面分析，進(jìn)而在多種方案中選擇最佳建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，通過綜合性評價(jià)建立數(shù)字一體化模型，然后在該平臺下用大數(shù)據(jù)獲取建筑結(jié)構(gòu)和實(shí)際環(huán)境的對應(yīng)情況，找出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的缺陷和不足問題，進(jìn)而在施工期間進(jìn)行優(yōu)化，確保整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體水平。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)性能分析

建筑結(jié)構(gòu)性能是否科學(xué)、合理，直接關(guān)系建筑項(xiàng)目是否堅(jiān)固、穩(wěn)定，是否可以長期安全地使用。因此，為保障建筑項(xiàng)目的施工質(zhì)量，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段就要做好相關(guān)性能分析工作。在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式下，有時(shí)消耗了大量的人、財(cái)、物力，但得出的成果卻沒有足夠的價(jià)值。為避免這種情況的發(fā)生，在建筑結(jié)構(gòu)性能分析中要注意合理、科學(xué)地應(yīng)用BIM 技術(shù)，把建筑項(xiàng)目模型的全部數(shù)據(jù)導(dǎo)入到分析軟件中，通過自動化分析得出精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，指出建筑設(shè)計(jì)存在的不足，并提出相應(yīng)的修改建議，使設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)建筑項(xiàng)目實(shí)際與改正意見修改設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步提升建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)性能[3]。

2.4 裝配式深化設(shè)計(jì)

2.4.1 結(jié)構(gòu)模型預(yù)處理

Revit 中生成施工圖后，會將之前空缺的樓層補(bǔ)全。為了實(shí)現(xiàn)一模多用，進(jìn)行裝配式深化設(shè)計(jì)時(shí)仍只用這一個(gè)模型，在需要進(jìn)行深化設(shè)計(jì)的樓層復(fù)制視圖，在復(fù)制后的視圖中進(jìn)行施工深化設(shè)計(jì)，并且在ViewCube 上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，在彈出的下拉框中選擇要定位的3D視圖。在視圖中隱藏之前指定的裝配式構(gòu)件，重新布置預(yù)制構(gòu)件。布置預(yù)制構(gòu)件時(shí)，為保證預(yù)制構(gòu)件種類少，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件模板的通用性，應(yīng)允許對建筑圖紙（或建筑模型）進(jìn)行微調(diào)，盡量使預(yù)制構(gòu)件種類少，規(guī)格統(tǒng)一，因此，這需要多專業(yè)的協(xié)同。

2.4.2 構(gòu)件拆分

按照拼裝方便、構(gòu)件統(tǒng)一的原則進(jìn)行拆分，保證足夠的現(xiàn)澆接縫寬度和伸出鋼筋長度。導(dǎo)入相應(yīng)的預(yù)制構(gòu)件族，找到要用的族，路徑為 “族- 常規(guī)模型-GS- 疊合底板可拖動”，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn) “創(chuàng)建實(shí)例”，將預(yù)制構(gòu)件放到指定位置，尺寸大小可直接拖動，也可在屬性中設(shè)置。添加完預(yù)制構(gòu)件后，應(yīng)按規(guī)定對構(gòu)件命名?？紤]到現(xiàn)澆層表面的標(biāo)高，布置預(yù)制構(gòu)件時(shí)應(yīng)注意調(diào)整標(biāo)高。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著現(xiàn)代建設(shè)的發(fā)展，人們對房建工程有了更高的要求，BIM 技術(shù)的優(yōu)勢性特點(diǎn)也顯示出來，以滿足在施工平面布置、施工質(zhì)量管理、施工進(jìn)度控制的管理需要。山地建筑在施工過程中施工難度要更大，為了讓施工更加順利的進(jìn)行要合理利用BIM 技術(shù)，通過其可視化的特點(diǎn)對現(xiàn)場監(jiān)督，利用信息化管理模式為設(shè)計(jì)方案提供支持，實(shí)現(xiàn)對資源進(jìn)行優(yōu)化配置，同時(shí)能讓設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)更加順利進(jìn)行，減少返工的情況，進(jìn)而全面提升山地建筑工程質(zhì)量，為人們提供更加安全的居住環(huán)境。