BIM技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究

紀(jì)寧玲

摘要：隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，使得 BIM 技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的使用越來越廣泛，特別是在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。我國 出臺各種大力發(fā)展 BIM 技術(shù)的政策，BIM 技術(shù)將成為我國建筑行業(yè)快速發(fā)展的重要支柱。

關(guān)鍵詞：BIM 技術(shù);土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用

引言

現(xiàn)如今，BIM 技術(shù)逐漸開始應(yīng)用到企業(yè)施工當(dāng)中，該技術(shù)利用自身獨(dú) 特的優(yōu)勢和結(jié)合建筑工程的各項(xiàng)操作，使土木工程施工水平顯著提高，其 功能多樣、安全性強(qiáng)，可以充分滿足人們?nèi)找嫣岣叩男枨蟆楦玫剡m應(yīng) 不同建筑施工需求和發(fā)揮其應(yīng)有的效能，應(yīng)全面探究 BIM 技術(shù)，并在使用 過程中進(jìn)行科學(xué)、有效的創(chuàng)新，以此才能進(jìn)一步推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

一、 BIM 技術(shù)簡介

BIM 技術(shù)是近年來運(yùn)用于土木工程之中的新技術(shù)，在擁有大數(shù)據(jù)的前 提之下，通過計算機(jī)構(gòu)建模型并在計算機(jī)當(dāng)中模擬施工過程，以保證在實(shí) 地實(shí)施工程時的工程質(zhì)量，極大可能的保證了工程的順利實(shí)施。該技術(shù)的特 征有很多，例如，該技術(shù)可以混合各個領(lǐng)域的專業(yè)信息，并對這些信息進(jìn)行 分析，構(gòu)建出符合實(shí)際情況的虛擬立體模型。該模型極大還原了施工現(xiàn)場，還可以考慮到各種方面的外界原因，使各種可能出現(xiàn)狀況的誘因集中表現(xiàn)在 該虛擬模型之中，準(zhǔn)確的模擬現(xiàn)實(shí)狀況，為土木工程的正常實(shí)施提供了準(zhǔn)確 的數(shù)據(jù)。在施工過程中，需要用到很多工具，通過該技術(shù)，可以規(guī)范用具的 使用，使得在用具使用方面不出錯，在避免由于用具使用不當(dāng)而出現(xiàn)意外的 情況出了一份力。在施工時，利用該技術(shù)可以完成數(shù)據(jù)的上傳，使得信息收 集高效的進(jìn)行，用最短的時間完成數(shù)據(jù)的分析，做到及時有效的對施工進(jìn)行 反饋，對于施工的進(jìn)行有一個正向的推動。同時，對于共同參與該項(xiàng)工程的 人員，對于該工程的信息永遠(yuǎn)保持可以順利獲取施工信息的狀態(tài)，不至于對 施工信息毫無了解，從而導(dǎo)致一些意外狀況的發(fā)生。因此，該技術(shù)在土木工 程之中應(yīng)用廣泛，需要精進(jìn)對該技術(shù)的運(yùn)用，使土木工程更進(jìn)一步。

二、 BIM 技術(shù)優(yōu)勢

1.可視化功能優(yōu)勢

借助 BIM 技術(shù)所具有的可視化功能能夠優(yōu)化設(shè)計、處理擬建項(xiàng)目，還 能夠?qū)⒏鲗I(yè)設(shè)計人員的工作集中到一起并形成一個操作實(shí)體，方便進(jìn)行 集中管理，以此可以深度融合現(xiàn)實(shí)情況、各專業(yè)設(shè)計，從而能夠更好地處 理那些相對比較復(fù)雜的項(xiàng)目。與此同時，利用 BIM 模型在調(diào)整、優(yōu)化擬定 方案時可以按照施工作業(yè)的實(shí)際情況，還能夠科學(xué)地預(yù)測現(xiàn)場施工中可能 出現(xiàn)的問題，并制定針對性的解決措施。通過相應(yīng)建筑模型的構(gòu)建，可以 幫助設(shè)計人員在設(shè)計過程中更為直觀地了解設(shè)計中的問題，并提前在設(shè)計 階段解決問題，從而提高建筑工程的整體設(shè)計質(zhì)量與效率。

2.協(xié)調(diào)性功能優(yōu)勢

建筑工程的施工作業(yè)流程通常情況下比較復(fù)雜，不同專業(yè)工程之間的 協(xié)調(diào)工作量大，為此在項(xiàng)目周期范圍內(nèi)就需要項(xiàng)目管理人員嚴(yán)格根據(jù)項(xiàng)目 進(jìn)度要求，系統(tǒng)地組織、協(xié)調(diào)各個專業(yè)工種作業(yè)。由于在施工期間面臨諸 多不確定因素，相應(yīng)很難按照預(yù)想計劃來組織現(xiàn)場施工。借助 BIM 技術(shù)所 具有的協(xié)調(diào)性能夠無縫銜接管理不同施工作業(yè)流程，減少時間浪費(fèi)，還能 夠充足地保障工作質(zhì)量并取得良好的工作成效。

3.虛擬性功能優(yōu)勢

在項(xiàng)目施工過程中各種因素都會影響工程進(jìn)度，導(dǎo)致很難及時發(fā)現(xiàn)問 題、解決問題。而利用 BIM 技術(shù)能夠有效地對項(xiàng)目開展 4D、5D 模擬，而 在進(jìn)行 4D 模擬時聯(lián)合時間進(jìn)度，能夠準(zhǔn)確地分析今后的施工過程，方便管 理人員及時做出相應(yīng)的調(diào)整;而 5D 模擬會加上造價，促使所形成的施工進(jìn) 度管理更具立體性。借助 BIM 技術(shù)所具有的虛擬性，能夠更為準(zhǔn)確地控制 整個建筑過程，防止出現(xiàn)現(xiàn)場施工情況背離施工組織計劃的情況。

三、 BIM 技術(shù)特征

1.可視化

在傳統(tǒng)建筑行業(yè)中，施工人員在獲取施工圖紙后，通常都是依靠想象 來形成建筑模型，雖然對于部分簡單的建筑模型，采用這種方式也未嘗不 可，但隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，各種新型獨(dú)特的建筑物層出不窮，如果 單純依賴原始施工技術(shù)，顯然不合時宜。因此，上述方法無法滿足時代發(fā) 展的要求，亟待在基于原有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)立體化、直觀化呈現(xiàn)，尤其是借助 BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)中的合理運(yùn)用，可以構(gòu)建整個工程三維模型，并利用 計算機(jī)全面展現(xiàn)，讓施工人員直觀了解實(shí)物，加強(qiáng)與相關(guān)工作人員的交流溝通，縮短施工周期，達(dá)到節(jié)約成本的目的。

2.虛擬化

在土木工程的施工作業(yè)過程中，設(shè)計方案的制定會遇到許多問題，其 中許多問題都未包含在具體生產(chǎn)活動之中。不同的工程項(xiàng)目在設(shè)計階段遇 到的問題并不相同，如果設(shè)計人員不能準(zhǔn)確掌握工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，施 工方案的設(shè)計水平自然會受到影響。而利用 BIM 技術(shù)為設(shè)計人員模擬出施 工現(xiàn)場的環(huán)境情況，設(shè)計人員就能更準(zhǔn)確地了解施工現(xiàn)場的具體施工作業(yè) 情況，從而找到施工過程中可能遇到的施工問題，并針對這些問題制定更 有效的應(yīng)對措施，保證了施工方案的合理性與科學(xué)性，最終使土木工程項(xiàng) 目能夠順利開展，讓工期得到保障。

3.協(xié)調(diào)性功能

建筑工程的施工作業(yè)流程通常情況下比較復(fù)雜，不同專業(yè)工程之間的 協(xié)調(diào)工作量大，為此在項(xiàng)目周期范圍內(nèi)就需要項(xiàng)目管理人員嚴(yán)格根據(jù)項(xiàng)目 進(jìn)度要求，系統(tǒng)地組織、協(xié)調(diào)各個專業(yè)工種作業(yè)。由于在施工期間面臨諸 多不確定因素，相應(yīng)很難按照預(yù)想計劃來組織現(xiàn)場施工。借助 BIM 技術(shù)所 具有的協(xié)調(diào)性能夠無縫銜接管理不同施工作業(yè)流程，減少時間浪費(fèi)，還能 夠充足地保障工作質(zhì)量并取得良好的工作成效。

四、 BIM 技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要應(yīng)用

（1） BIM 技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用難點(diǎn)

在現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，BIM 技術(shù)在模型建立、設(shè)計可視化等應(yīng)用廣 泛，但工程結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)復(fù)雜，由于沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，國內(nèi)模 型建立的數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，進(jìn)而導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)設(shè)計信息集成和反饋難以實(shí)現(xiàn)。且難以達(dá)成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)需采用完全柔性結(jié)構(gòu)構(gòu)造，則要求物理模型和分析模型應(yīng)互為聯(lián)通。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的整個建筑模型 需要通過規(guī)范的施工技術(shù)方法，才能夠更準(zhǔn)確進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)分 析。但是，通過 BIM 技術(shù)建立的模型，沒有規(guī)范的施工技術(shù)方法，則模型 就不符合國家規(guī)范要求，因而導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)模型不完整，結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析 得不到充分應(yīng)用。

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，BIM 技術(shù)沒有得到高度重視，BIM 技術(shù) 理念未普及，沒有深入理解并應(yīng)用，大部分設(shè)計院所也沒有真正將 BIM 技 術(shù)融入到結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中。所以，BIM 技術(shù)并沒有真正得到廣泛運(yùn)用。

（2） BIM 技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用改進(jìn)措施

首先，重視 BIM 技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，建立并完善土木 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中對應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中 BIM 技術(shù) 的有效運(yùn)用。

其次，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案確定過程中，可通過運(yùn)用 BIM 技術(shù)理 清設(shè)計思路、設(shè)計理念確定最有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。同時，提高設(shè)計人員 的綜合素質(zhì)，普及 BIM 技術(shù)理念，增強(qiáng) BIM 技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。

最后，在項(xiàng)目結(jié)構(gòu)工作時，應(yīng)積極開展 BIM 技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計 應(yīng)用的研究及相關(guān)實(shí)踐分析工作，使 BIM 技術(shù)的使用領(lǐng)域更加廣泛。

結(jié)束語

綜上所述，通過 BIM 技術(shù)可以提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計師的設(shè)計效率，能夠完善設(shè)計方案。因此，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)重視 BIM 技術(shù)的有效 應(yīng)用，建立 BIM 相關(guān)規(guī)范規(guī)程對 BIM 技術(shù)應(yīng)用具有重要意義。同時，提高 設(shè)計人員的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用 BIM 技術(shù)的意識也 是非常有必要的。

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