建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)應用要點分析

曾芙翎

摘要：以BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)為研究背景，對BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點進行研究。先詳細闡述了BIM的技術(shù)要點，在論述該技術(shù)要點的同時，詳細探討了BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用過程，為設(shè)計人員提供一定的參考，同時對BIM技術(shù)的發(fā)展有積極意義。

關(guān)鍵詞：建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;BIM技術(shù);應用要點

引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果好壞與工程項目的安全性和穩(wěn)定性有著密切的聯(lián)系，作為設(shè)計人員在設(shè)計時需要考慮到結(jié)構(gòu)的參數(shù)需求，合理利用BIM技術(shù)進行優(yōu)化，提升建筑設(shè)計方案的科學性與穩(wěn)定性。

1 BIM概述

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)屬于建筑信息模型。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中主要是通過數(shù)據(jù)建立起三維模型，讓設(shè)計人員在模型中調(diào)節(jié)信息參數(shù)，同時三維建筑模型還具備3D功能與數(shù)據(jù)分析功能，能夠?qū)υO(shè)計流程進行信息化管理，BIM屬于一種信息資源分享的信息系統(tǒng)。

對BIM來說它是常規(guī)3D建模的升級以及推展，包含了諸多的技術(shù)方法與工具軟件，其中最為主要的有產(chǎn)品模型、過程模型與決策模型，這三個模型相互聯(lián)系，相互影響，共同組建成BIM系統(tǒng)，能夠切實提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。其中產(chǎn)品模型到過程模型主要指的是建筑構(gòu)件中的空間信息與非空間信息，同時空間信息又包含了諸多的建筑結(jié)構(gòu)的外形、空間、尺寸、位置與構(gòu)件的關(guān)系;非空間信息則包含了建筑結(jié)構(gòu)的重量、材質(zhì)與荷載性等。過程模型反映了建筑結(jié)構(gòu)的動態(tài)模型以及構(gòu)建之間存在的關(guān)系，對結(jié)構(gòu)的時間段性能有直接影響。決策模型由于BIM技術(shù)的特點顯著，能夠提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果，在建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。

2 BIM技術(shù)的特點

2.1 可見性

在建筑領(lǐng)域中傳統(tǒng)的建筑設(shè)計手法主要采用的是二維技術(shù)，二維技術(shù)的缺點就是精度不全，使得部分零件的位置、空間狀態(tài)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)不能夠清晰的反饋出來，達不到設(shè)計的需求，對后續(xù)工作的開展有很嚴重的影響。而BIM技術(shù)主要是采用三維模型進行設(shè)計，它具備很強的可見性，能夠切實的將相關(guān)的數(shù)據(jù)收集形成數(shù)據(jù)模型，并且能夠以直觀的形式展示給設(shè)計人員，工作人員能夠在設(shè)計的階段中準確的調(diào)整數(shù)據(jù)，對保證施工效率有著重要作用。

2.2 協(xié)調(diào)性

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中，由于涉及到的專業(yè)比較多，例如會出現(xiàn)機電結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)的沖突與碰撞，并且孔道預留位置也會出現(xiàn)碰撞問題，通過BIM技術(shù)的應用能夠利用系統(tǒng)碰撞檢測功能，在系統(tǒng)中對相關(guān)的構(gòu)建、位置進行協(xié)調(diào)，提升了設(shè)計效率。

2.3 仿真性

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)具備較強的防真性，在設(shè)計時通過利用三維技術(shù)可以模擬施工過程，能夠保證施工效率。同時，可以在仿真模型中調(diào)節(jié)工程結(jié)構(gòu)的參數(shù)，優(yōu)化使用到的材料與項目信息，并且生成模擬數(shù)據(jù)，從而成為施工的參考，對項目工程開展有積極意義。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)BIM技術(shù)的應用解析

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)的應用范圍十分廣泛，能夠給設(shè)計人員提供諸多幫助，以下對BIM技術(shù)的應用情況進行詳細分析。

3.1在建筑地點選擇和分析中的應用

在建筑工程項目設(shè)計之前，建筑的選點分析非常關(guān)鍵。因此，在開展設(shè)計時需要按照項目的特點，構(gòu)建出詳細的三維模型，而后將相關(guān)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)與地質(zhì)數(shù)據(jù)輸入到BIM系統(tǒng)中，通過BIM技術(shù)進行詳細分析，從而在客觀的環(huán)境下將可視化圖像呈現(xiàn)出來。同時在設(shè)計過程中還可以結(jié)合GIS（Geographic Information Systems，地理信息系統(tǒng)）技術(shù)進行地面模擬，能夠按照施工條件與當?shù)貧夂颍治龉こ添椖康陌踩耘c穩(wěn)定性。

3.2 在中期設(shè)計階段中的應用

（1）BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)的仿真模擬方面的應用。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中，對于鋼結(jié)構(gòu)之間的連接要求非常高，單單采取常規(guī)的設(shè)計方法難以滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求。將BIM技術(shù)應用到鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中，能通過建設(shè)三維模型實施仿真設(shè)計，在模型系統(tǒng)中只需要調(diào)節(jié)相關(guān)的參數(shù)就能夠確定梁、柱之間的連接，同時還能模擬多種連接方式，大大的提升了連接的科學性。此外，設(shè)計人員在具體設(shè)計環(huán)節(jié)，通過輸入數(shù)據(jù)形象即可以構(gòu)建出數(shù)據(jù)庫，而后在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進行鋼結(jié)構(gòu)的模擬連接，提升了結(jié)構(gòu)的設(shè)計效率。

（2）BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)性能分析中的應用。對于鋼結(jié)構(gòu)工程來說，在設(shè)計環(huán)節(jié)只需要確定建筑框架是不夠的，還需要對結(jié)構(gòu)的其他性能分析才行。例如，做好建筑結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計、抗破壞性設(shè)計。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，對于BIM技術(shù)的應用需要從建筑結(jié)構(gòu)的綜合需求、性能需求做好各方面的受力分析。例如，在建筑結(jié)構(gòu)主體材料選擇上，需要對荷載系數(shù)進行分析，計算荷載抗壓值。同時在BIM技術(shù)應用時通過利用軟件功能對設(shè)計的結(jié)構(gòu)方案性能進行分析，將其中存在的欠缺問題尋找出來，保證設(shè)計方案的可靠性滿足設(shè)計需求。

（3）BIM技術(shù)在關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)分析中應用。一般來說，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性屬于非常重要的一項因素，因為結(jié)構(gòu)體系之間均具備相互關(guān)聯(lián)的作用，只有保證關(guān)聯(lián)性的能力滿足結(jié)構(gòu)要求，才能保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)分析環(huán)節(jié)中，需要應用到BIM技術(shù)進行模擬，也就是在三維模型中，對關(guān)聯(lián)性的參數(shù)進行分析。例如針對建筑洞口以及墻體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性，了解兩者的依附參數(shù)，按照實際設(shè)計標準進行調(diào)節(jié)，在模型中直接對其進行糾正，而后將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器，便于后續(xù)出圖。

3.3BIM技術(shù)在建筑設(shè)計各專業(yè)協(xié)同中的應用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)的應用不是通過某一項專業(yè)完成的，其需要聯(lián)合多種專業(yè)才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計。所以，在具體設(shè)計環(huán)節(jié)，必須要做好不同專業(yè)數(shù)據(jù)、信息的交流，讓BIM技術(shù)應用效果能夠更為直觀、全面。一般來說，在協(xié)同設(shè)計環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)的應用主要是對中間數(shù)據(jù)進行運用，能夠按照不同地點、不同方法對模型搭建，并且在模型結(jié)構(gòu)中能夠?qū)ι婕暗母鞣N參數(shù)進行共享。由于BIM系統(tǒng)自帶有數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)?shù)據(jù)信息進行收集整理，可以采取統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理的模型，對不同專業(yè)設(shè)計內(nèi)容進行優(yōu)化，可以提高設(shè)計的連貫性。

3.4BIM技術(shù)實現(xiàn)了高效科學的施工管理流程

在具體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，可視化技術(shù)是BIM系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一項功能，在構(gòu)建三維模型以后，能夠在系統(tǒng)中將相關(guān)構(gòu)件的信息完全展示出來。在設(shè)計環(huán)節(jié)設(shè)計人員可以掌握建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)，對各個設(shè)計節(jié)點的最大承載能力進行分析，并且通過模型功能還能優(yōu)化結(jié)構(gòu)的方案，通過三維模型功能實踐場地布局，合理分配信息資源，大大的降低工程調(diào)節(jié)的成本。同時在設(shè)計環(huán)節(jié)中，通過系統(tǒng)捕捉功能，掌握設(shè)計參數(shù)，能夠及時修復異常數(shù)據(jù)。

4結(jié)語

綜合以上分析，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)越來越完善，將其應用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中能夠提升設(shè)計效率，對提升建筑項目發(fā)展有積極作用。因此，在往后設(shè)計階段，需要加強BIM技術(shù)的研究力度，保證能夠掌握更多技術(shù)要點，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效率。

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