BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究

楊錦飛

摘要：重點(diǎn)介紹BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并進(jìn)行深入的分析和研究，為BIM技術(shù)的發(fā)展提供一些有益的建議，以使建筑規(guī)劃的發(fā)展方向更好地適應(yīng)人們的需求并提高建筑企業(yè)的核心競爭力。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑設(shè)計(jì);應(yīng)用

BIM技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，可讓建筑企業(yè)在建筑行業(yè)面臨強(qiáng)大的競爭壓力時(shí)為其自身的生存和發(fā)展找到正確的方向。如果建筑業(yè)想滿足人們對建筑和建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的需求，就必須更新和改革他們自己的結(jié)構(gòu)，從而更好地確保企業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r符合社會的要求。BIM技術(shù)通過集成各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，然后使用數(shù)字仿真模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行建模來完成從設(shè)計(jì)到施工到運(yùn)維管理，從而可以有效地提高管理質(zhì)量。

BIM技術(shù)可廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，尤其是在結(jié)構(gòu)工程的早期階段，它可以交換各種信息和信息資源，并提高工作效率。另一方面，它可以有效地保護(hù)各種建筑結(jié)構(gòu)體，通過它們之間的溝通和協(xié)調(diào)可以有效降低建設(shè)成本。此外，BIM技術(shù)的先進(jìn)技術(shù)概念為建筑質(zhì)量提供了可靠的支持。但是，在中國規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，目前仍存在使用BIM技術(shù)的問題，這限制了BIM技術(shù)的價(jià)值。增加BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)中的使用對于提高建筑工程施工水平和施工質(zhì)量非常重要。

1 BIM的具體構(gòu)成

建筑結(jié)構(gòu)信息模型縮寫為BIM。該技術(shù)應(yīng)用并集成了諸如建筑、幾何和工程學(xué)等核心技術(shù)。經(jīng)過數(shù)十年的實(shí)施和改進(jìn)，這項(xiàng)技術(shù)變得越來越成熟，并已用于重要行業(yè)和大型建筑領(lǐng)域。該技術(shù)的主要內(nèi)容涉及技術(shù)三維模型的使用以及搭建建筑結(jié)構(gòu)的三維幾何結(jié)構(gòu)。通過在各個(gè)主要行業(yè)中的應(yīng)用及對該模型的持續(xù)改進(jìn)以及根據(jù)實(shí)際情況為施工人員創(chuàng)建特殊的設(shè)計(jì)模型，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。該信息數(shù)據(jù)庫不僅包括專業(yè)的幾何可靠性，還包括建設(shè)項(xiàng)目的可行性和建筑結(jié)構(gòu)的屬性。通過這種專業(yè)模式，施工人員可以設(shè)計(jì)出更可靠，更安全的建筑結(jié)構(gòu)，從而大大提高了建設(shè)項(xiàng)目的信息集成度，進(jìn)而提供了專業(yè)、便捷的應(yīng)用平臺。這不僅提高了工作效率，而且提高了工作質(zhì)量，相應(yīng)地也減少了施工所需的勞力、財(cái)力和物力，減輕了企業(yè)的負(fù)擔(dān)，與中國的可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng)。

2 BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢

BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)具有明顯的優(yōu)勢：

2.1視覺設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)在視覺設(shè)計(jì)中最直觀的功能之一。與傳統(tǒng)的CAD二位圖相比，使用BIM技術(shù)的整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過程是三維可視化。設(shè)計(jì)人員可以使用三維視覺模型更好地設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和布局，從而可以更直觀地看到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的形狀、結(jié)構(gòu)和荷載特性，還可以同時(shí)模擬建筑過程，使建筑設(shè)計(jì)方案更加合理及準(zhǔn)確。

2.2整合不同學(xué)科不同專業(yè)

BIM技術(shù)非常開放，所有參與建筑設(shè)計(jì)的部門都可以在統(tǒng)一的BIM平臺上進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，所有專業(yè)專家都可以提供全面有效的建議和溝通，以減少由于信息障礙而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)錯誤，并提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2.3進(jìn)行施工過程模擬使用

BIM完成建筑設(shè)計(jì)后，即可進(jìn)行建筑建模。在建模過程中，可以評估和計(jì)算項(xiàng)目管理的重要元素，例如工程機(jī)械、材料和施工進(jìn)度。生成的模擬數(shù)據(jù)可以用作施工管理的基礎(chǔ)，這有助于建筑項(xiàng)目工程的精細(xì)化管理。

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

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以跳出傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，形成更高效的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，避免專業(yè)階段和設(shè)計(jì)階段之間的區(qū)分，并確保信息交換的有效性。在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，通過使用統(tǒng)一的機(jī)制來表達(dá)數(shù)字模型，可以有效地創(chuàng)建適當(dāng)?shù)捏w系結(jié)構(gòu)模型，從而確保BIM模型系統(tǒng)可以有效地發(fā)揮信息的系統(tǒng)作用，支持每個(gè)重要階段和每個(gè)設(shè)計(jì)階段的信息處理效果。換句話說，BIM技術(shù)在建筑中的應(yīng)用可以支持建模和設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行，并且可以使用跨學(xué)科機(jī)制進(jìn)行協(xié)作以有效地對建筑進(jìn)行可持續(xù)的分析。在實(shí)施詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖時(shí)，可以有效地自定義預(yù)制零件，從而在視覺建模中執(zhí)行建筑設(shè)計(jì)工作。

3.1設(shè)計(jì)圖紙能夠更改

在執(zhí)行架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用BIM技術(shù)來有效地更改施工圖的內(nèi)容并獲取有關(guān)架構(gòu)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，從而深入了解架構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上，如果在項(xiàng)目施工過程中出現(xiàn)很多問題，將獲得一個(gè)更全面的設(shè)計(jì)概念：設(shè)計(jì)人員應(yīng)加快項(xiàng)目的有效適應(yīng)性，確?？梢员M快更改項(xiàng)目圖紙，并將更改后的信息和內(nèi)容合而為一體并把數(shù)據(jù)傳送到BIM的平臺上，使客戶可以快速了解圖紙更改的內(nèi)容，以減少設(shè)計(jì)的緊急狀態(tài)并減少員工所需比較圖紙的時(shí)間，有助于減輕工作人員及其工作人員的負(fù)擔(dān)，提高工作效率。由于使用BIM技術(shù)進(jìn)行的建筑設(shè)計(jì)是動態(tài)的過程，通過一線員工的協(xié)作把反饋數(shù)據(jù)傳遞給管理層，從而將所有元素設(shè)計(jì)控制在合理的范圍內(nèi)，并減少因施工隊(duì)設(shè)計(jì)不合理造成的損失。

3.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可視化

BIM是一種基于3D模型技術(shù)的新技術(shù)，與建筑規(guī)劃中使用的常規(guī)CAD軟件相比，通過在建筑設(shè)計(jì)的早期階段創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)的三維體積模型，可以更好地顯示有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。對于有需要的用戶，不同級別和具有不同要求的用戶可以對建筑組件和功能布局的信息有更直觀及更準(zhǔn)確的理解。借助大規(guī)模的結(jié)構(gòu)建筑和技術(shù)設(shè)計(jì)，BIM技術(shù)可以很好地反映整個(gè)項(xiàng)目的動態(tài)結(jié)構(gòu)并發(fā)布建筑結(jié)構(gòu)的各種參數(shù)，這不僅有助于用戶的觀察，而且有助于發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量錯誤或設(shè)計(jì)缺陷，有助于使建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果（如圖1所示）。不難得出結(jié)論，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的視覺部分中使用BIM技術(shù)對于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.3建筑設(shè)計(jì)不同專業(yè)之間的協(xié)作應(yīng)用

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用并沒有一個(gè)主要方向：要完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要許多不同專業(yè)領(lǐng)域的交流合作。因此，在設(shè)計(jì)過程中，改善不同專業(yè)之間的數(shù)據(jù)和信息交流與聚集以及協(xié)調(diào)處理活動是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率和完整性的重要途徑。在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用BIM技術(shù)進(jìn)行信息的交換主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，是中間數(shù)據(jù)問題，完成不同數(shù)據(jù)的交換需要在不同位置和不同設(shè)計(jì)軟件中創(chuàng)建建筑模型所需參數(shù)的信息。另一方面，不同行業(yè)之間各種信息和資源的交換和轉(zhuǎn)移，以及建筑、裝飾和其他建筑領(lǐng)域其他專業(yè)信息的集成，是通過數(shù)據(jù)庫使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理模型進(jìn)行集成、分析和處理而完成的。我們需要確保信息集成的標(biāo)準(zhǔn)化和一致性，從而實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)和不同位置的系統(tǒng)信息交換的最大化，為推動合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)專業(yè)間的協(xié)同模式也決定了BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)過程中的效用，“專業(yè)內(nèi)中心文件（工作集）;專業(yè)間鏈接協(xié)同”的方式是目前行業(yè)中應(yīng)用的最廣泛最系統(tǒng)的一種BIM設(shè)計(jì)協(xié)同模式。

3.4施工圖設(shè)計(jì)

在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)建模時(shí)，首先根據(jù)建模步驟完成建筑物所需的地基、橫梁、平板、柱子和其他組件，然后通過劃分參數(shù)并標(biāo)記一系列施工圖來完成相對應(yīng)的組件制造生產(chǎn)過程。創(chuàng)建組件時(shí)，必須根據(jù)平面法設(shè)計(jì)圖的標(biāo)準(zhǔn)圖集創(chuàng)建相應(yīng)的文件，并創(chuàng)建一組常規(guī)參數(shù)和有關(guān)組件的標(biāo)簽或信息，以便其余信息隨信息的變化而變化。在這一過程中，要確保BIM中的參數(shù)和實(shí)際情況一致。在創(chuàng)建鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模型和一系列文件之后，使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模型軟件來創(chuàng)建用于建造梁、樓板、柱子的圖紙以及飛機(jī)的相應(yīng)詳細(xì)圖紙。BIM技術(shù)主要由三維模型創(chuàng)建，由二維抽象符號和線條表示。但是，這兩種方法顯示的信息是相同的，并且它們之間沒有根本的沖突。兩者的結(jié)合可以更清楚，更全面地表達(dá)它們。將BIM技術(shù)用于結(jié)構(gòu)工程時(shí)，可以使用BIM軟件創(chuàng)建施工圖，當(dāng)組合參數(shù)并創(chuàng)建標(biāo)簽族文件時(shí)，這就實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)和平面圖方法的組合。

3.5在審核建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果時(shí)使用BIM技術(shù)

住房項(xiàng)目相對復(fù)雜，BIM技術(shù)在隨后的審查階段中起著重要作用。在設(shè)計(jì)階段，通過引入BIM技術(shù)，工作人員就可以深入了解施工工藝和施工內(nèi)容。借助動態(tài)化設(shè)計(jì)，可以在現(xiàn)場管理中更有效地監(jiān)視建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際施工進(jìn)度，并且可以在施工階段對站點(diǎn)進(jìn)行建模和監(jiān)視。在設(shè)計(jì)開發(fā)階段，在模型構(gòu)建完成后，將根據(jù)實(shí)際情況監(jiān)視構(gòu)建過程，并及時(shí)完成所有任務(wù)。該項(xiàng)目需要某種形式的表格才能理解需求和數(shù)據(jù)處理過程，只有將BIM技術(shù)付諸實(shí)踐，我們才能確保其有效順利地進(jìn)行。本次研究分析了BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同階段的具體應(yīng)用，通過對進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)模擬審核，進(jìn)一步保證了建筑結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。設(shè)計(jì)人員應(yīng)闡明BIM技術(shù)的基本要求，并通過使用技術(shù)來提高建筑規(guī)劃水平，以確保建筑規(guī)劃的質(zhì)量。隨著技術(shù)的進(jìn)步，BIM技術(shù)的有效應(yīng)用將會不斷促進(jìn)建筑業(yè)進(jìn)步，并為建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

4結(jié)束語

建筑設(shè)計(jì)面臨著由現(xiàn)代社會的快速發(fā)展引起的重大問題，但是從另一個(gè)角度來說，正是因?yàn)樾枰鉀Q這些問題，這就為建筑業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。建筑設(shè)計(jì)是決定建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量和建筑安全性的關(guān)鍵因素，只有先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念才能追求。明智的設(shè)計(jì)規(guī)劃和科學(xué)的設(shè)計(jì)技術(shù)可以更接近人類社會發(fā)展的要求。BIM技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)的深度集成不僅關(guān)注建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)部發(fā)展，而且還會發(fā)揮更深層次的作用，值得我們大范圍使用。

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