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

王賢權(quán)

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430050）

在各行各業(yè)都積極向各類計(jì)算機(jī)技術(shù)靠攏的進(jìn)程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)然也不能例外。當(dāng)前國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)依然存在較大的發(fā)展空間，對(duì)于優(yōu)秀、可靠的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在大量需求。這就對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)提出了更高的要求，通過使用以BIM技術(shù)為代表的計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)以往設(shè)計(jì)過程的難點(diǎn)采用機(jī)器處理。通過有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)失誤等積極措施迎接未來市場(chǎng)提出的更高需求。

1 BIM相關(guān)技術(shù)綜合概述

BIM技術(shù)是將建筑的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)、建造、管理的新型技術(shù)。該技術(shù)由三維建模、信息管理等多種技術(shù)支持，完整的搭建了實(shí)際項(xiàng)目從建筑設(shè)計(jì)、施工、后期維護(hù)的流程圖。同時(shí)在各個(gè)環(huán)節(jié)中，相關(guān)工作人員能夠直接從接收端獲取該建筑項(xiàng)目三維模型下的建筑基本信息。在建筑結(jié)果設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)，實(shí)際施工進(jìn)行單獨(dú)的整理規(guī)劃，又需要進(jìn)行多方面的協(xié)調(diào)處理。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)而言，并不是字面意義上的僅對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其本身是一項(xiàng)綜合多個(gè)領(lǐng)域，工作流程復(fù)雜的工作過程，需要設(shè)計(jì)者對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化的知識(shí)具有清楚、深刻的了解。在設(shè)計(jì)過程中按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，從而搭建科學(xué)可靠的建筑結(jié)構(gòu)，為后期施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在以往的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之中，對(duì)初期的建筑設(shè)計(jì)就消耗了大量資金，使用大量財(cái)力對(duì)建筑進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。但受制于條件限制外加上人工失誤，往往取得實(shí)際效果并不理想。要想打破傳統(tǒng)模式下受制于物理?xiàng)l件和人為因素的狀態(tài)，采用BIM技術(shù)勢(shì)在必行。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)初期，依據(jù)目標(biāo)建筑的基本數(shù)據(jù)，按照多種設(shè)計(jì)方案建筑出一個(gè)1:1的虛擬建筑模型。相比于傳統(tǒng)模式，BIM技術(shù)具有更高的工作效率，能夠節(jié)省在初期較多的設(shè)計(jì)成本。同時(shí)多種設(shè)計(jì)方案能夠根據(jù)不同場(chǎng)景下的生產(chǎn)生活需求進(jìn)行處理，方便應(yīng)對(duì)后期施工中各類突發(fā)狀況的產(chǎn)生。在實(shí)際施工過程中，確保施工結(jié)果能夠保質(zhì)保量完成。需要對(duì)具體實(shí)施環(huán)境進(jìn)行分析，集合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)信息、周圍居住狀況等多種信息對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。只有從全局上進(jìn)行把控，才能夠有序推動(dòng)建筑進(jìn)程。BIM技術(shù)結(jié)合上地理位置信息，能夠在計(jì)算機(jī)上有效模擬出施工進(jìn)程。對(duì)實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象進(jìn)行模擬，并采取預(yù)處理方案。依據(jù)模擬結(jié)果，對(duì)現(xiàn)有的方案進(jìn)行逐步的完善和修改。在提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性上，保證了實(shí)際施工進(jìn)程同預(yù)計(jì)一致。最后是BIM技術(shù)在綜合協(xié)調(diào)上的多種應(yīng)用。其中采取了數(shù)據(jù)庫技術(shù)使用在建筑項(xiàng)目的整個(gè)過程中，能夠?qū)ㄖ拘畔ⅰ⑹褂貌牧?、?jīng)濟(jì)成本等多種信息建立一個(gè)由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理的數(shù)據(jù)庫。相關(guān)工作人員能夠依據(jù)不同建設(shè)項(xiàng)目建立數(shù)據(jù)庫模型并對(duì)其中的信息進(jìn)行增刪改查。設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合數(shù)據(jù)庫內(nèi)大量數(shù)據(jù)對(duì)建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和施工進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整，提升建筑項(xiàng)目運(yùn)作的科學(xué)高效。實(shí)現(xiàn)該建筑實(shí)施建筑成本更合理，建筑結(jié)構(gòu)更科學(xué)，建筑過程更高效。但在當(dāng)前狀況下，BIM技術(shù)固然能夠提升項(xiàng)目實(shí)施的多個(gè)方面，其依舊在多個(gè)方面存在困難，需要企業(yè)不斷克服。

2 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問題分析

在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)人士能夠認(rèn)可BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)工作中的實(shí)際價(jià)值，以及對(duì)整個(gè)行業(yè)具有強(qiáng)大的推動(dòng)能力。如果能夠在以后的工作中落實(shí)應(yīng)用，將會(huì)極大地方便建筑設(shè)計(jì)的進(jìn)行。但現(xiàn)實(shí)情況是受到使用BIM技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本，行業(yè)整體對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)缺乏認(rèn)知，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還有待建立等問題導(dǎo)致BIM技術(shù)暫時(shí)無法進(jìn)行普遍應(yīng)用和推廣展開。要想解決問題需要針對(duì)問題本身進(jìn)行剖析。

2.1 使用BIM技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本

BIM技術(shù)并不是一項(xiàng)技術(shù)，而是多項(xiàng)技術(shù)的綜合統(tǒng)稱。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中進(jìn)行規(guī)范化、流程化的使用，需要足夠的資金支持。其中包括剛需的機(jī)械設(shè)備、統(tǒng)一管理的軟件系統(tǒng)以及后期維護(hù)，都需要足夠的資金進(jìn)行運(yùn)作。且依據(jù)國(guó)內(nèi)目前的市場(chǎng)調(diào)查每年平均使用BIM技術(shù)的相關(guān)費(fèi)用呈現(xiàn)上升狀態(tài)。將在同一水平使用BIM技術(shù)的公司同不使用的公司進(jìn)行對(duì)比，顯而易見的是在一部分交通、地下項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案中，采用BIM技術(shù)能夠更加占據(jù)優(yōu)勢(shì)。使用BIM技術(shù)的公司能夠得到更多的經(jīng)濟(jì)效益。伴隨而來還有每年的費(fèi)用，這并非是一筆小額開支。對(duì)于處于發(fā)展初、中期的公司來說，并非是不想使用BIM技術(shù)，而是這樣一筆費(fèi)用就會(huì)讓人望而卻步。

2.2 行業(yè)整體對(duì)BIM技術(shù)缺乏認(rèn)知

從建筑設(shè)計(jì)行業(yè)對(duì)BIM技術(shù)基本概念以及應(yīng)用場(chǎng)景都缺乏認(rèn)知。一方面,由于BIM技術(shù)進(jìn)入國(guó)內(nèi)發(fā)展時(shí)間較短，本身是一個(gè)較為龐大且復(fù)雜的技術(shù)體系，能理清其中脈絡(luò)的人員是少之又少，能全面掌握的人員更是鳳毛麟角。因此，行業(yè)整體還需要一段時(shí)間進(jìn)行互相融。另一方面，在于相關(guān)建筑人員使用BIM技術(shù)時(shí)，缺乏對(duì)BIM技術(shù)的重視。其中存在這樣一種觀念，認(rèn)為這只不過是電腦技術(shù)，與自我經(jīng)驗(yàn)相比，并不具有實(shí)際可操作性。經(jīng)驗(yàn)固然重要，但唯經(jīng)驗(yàn)論則會(huì)限制自身發(fā)展。即使BIM技術(shù)能夠在實(shí)際工作中帶來收益。但從整體的角度對(duì)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，確實(shí)是不如人意。很大一部分企業(yè)不愿對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行投資使用，相關(guān)工作人員仍然使用傳統(tǒng)工作模式，工作效率低，難以為公司創(chuàng)造更多的價(jià)值。三者互相作用，也就導(dǎo)致了當(dāng)前局面的形成。

2.3 BIM相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失

BIM技術(shù)進(jìn)入我國(guó)時(shí)間較短，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍在摸索建立的初步階段。對(duì)于BIM技術(shù)中多個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，人才培養(yǎng)方式還未建立成型。如何設(shè)置統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫命名方式，規(guī)范三維建模中的模型標(biāo)準(zhǔn)，使用方便快捷的管理模式達(dá)成業(yè)內(nèi)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。解決各個(gè)企業(yè)之間數(shù)據(jù)模型之間差異，各技術(shù)人員操作方式不一的問題。對(duì)于使用BIM技術(shù)的公司來說，缺乏BIM技術(shù)人員是現(xiàn)在需要解決的難題。歸根到底，行業(yè)內(nèi)如何建立人才培養(yǎng)方案，以何種方式進(jìn)行培養(yǎng)測(cè)評(píng)結(jié)業(yè)才能使學(xué)員達(dá)到投入公司BIM技術(shù)的工作，解決當(dāng)前BIM技術(shù)人員不足的問題。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)技術(shù)向BIM技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，本身擁有著眾多的難題。傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)形成一套非常標(biāo)準(zhǔn)且具有成熟流程的體系，在行業(yè)中能夠得到統(tǒng)一認(rèn)可。而BIM技術(shù)在這一方面仍舊較為空白。二者之間這樣巨大的差異。迫使BIM技術(shù)要想成為行業(yè)的首要技術(shù)，就要在行業(yè)內(nèi)部形成統(tǒng)一。僅靠自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可能需要一個(gè)較為長(zhǎng)的時(shí)間周期來實(shí)現(xiàn)。因此，BIM技術(shù)要依據(jù)自身特點(diǎn)歸納出的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和流程，且要比傳統(tǒng)模式下更加高效便捷。

3 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

依據(jù)當(dāng)前BIM技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過中發(fā)現(xiàn)的狀況，盡可能解決當(dāng)前狀況下BIM技術(shù)應(yīng)用的難題。當(dāng)然，也需要采取相應(yīng)的措施，促進(jìn)BIM技術(shù)能夠廣泛地展開應(yīng)用。需要不斷完善BIM技術(shù)的各項(xiàng)技術(shù)規(guī)范，建立人才培養(yǎng)計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)和人才是當(dāng)前最緊缺以及適宜的改善方面。標(biāo)準(zhǔn)上細(xì)化到每個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，深化到每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)之中。讓整個(gè)工作流程都能夠有所參照。同時(shí)，可以參照國(guó)外的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況進(jìn)行修繕。為未來的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)境搭建一個(gè)完善的環(huán)境，保證眾多設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都能有條不紊地高效進(jìn)行。針對(duì)人才，設(shè)計(jì)高效的課程方案，推動(dòng)理論知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，注重課程教育中的實(shí)際效果。確保學(xué)員在完成學(xué)業(yè)后就能投入實(shí)際工作中。對(duì)現(xiàn)有技術(shù)人才進(jìn)行統(tǒng)一再培訓(xùn)，提升對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)BIM技術(shù)的不斷接受，國(guó)家對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的不斷支持。各類中小型企業(yè)能夠跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，勇于使用BIM技術(shù)投入實(shí)際工程中。當(dāng)行業(yè)統(tǒng)一了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，深化對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，外加上BIM技術(shù)的不斷創(chuàng)新升級(jí)，未來的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)?huì)迎來全新的面貌，勇敢迎接市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)隨著時(shí)間不斷推進(jìn)，終將成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一個(gè)重要的技術(shù)支持。BIM技術(shù)本身具有高效、科學(xué)的特點(diǎn)。讓相關(guān)工作人員能夠在項(xiàng)目中更加專注于建筑的經(jīng)濟(jì)成本，堅(jiān)實(shí)可靠。有利于企業(yè)通過該項(xiàng)目獲取更高的的經(jīng)濟(jì)效益。讓目標(biāo)客戶通過BIM技術(shù)更加了解該項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)預(yù)期。在經(jīng)濟(jì)成本、施工進(jìn)程等多個(gè)方面達(dá)到最佳平衡，形成領(lǐng)域內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力。BIM技術(shù)使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加高效科學(xué)，符合未來建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的要求。