淺談BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)抗震加固中的應(yīng)用

郭麗娟 楊琴

【摘 ?要】進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展，建筑行業(yè)也日益崛起。與之而來(lái)的還有人們對(duì)建筑工程越來(lái)越嚴(yán)格的質(zhì)量要求，如對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固等。基于此，BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。論文通過(guò)闡述BIM技術(shù)的理念及特點(diǎn)，分析其在建筑結(jié)構(gòu)的抗震與檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用，為確保建筑工程的安全性能提供保障，建造出更安全牢固的工程建筑。

【Abstract】Since entering the 21st century， with the rapid development of China's economic level， the construction industry is also growing up. Along with it， there are more and more strict quality requirements of construction engineering， such as seismic reinforcement of building structures， etc. Based on this， BIM technology came into being. This paper elaborates the concept and characteristics of BIM technology， analyzes its practical application in the seismic and detection of building structure， so as to ensure the safety performance of construction engineering， and build a more secure and solid engineering building.

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑結(jié)構(gòu);抗震加固;管理

【Keywords】BIM technology; building structure; seismic reinforcement; management

【中圖分類號(hào)】TU352.1+1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2021）05-0184-02

1 引言

近年來(lái)，全球地震問(wèn)題頻發(fā)，這與建筑結(jié)構(gòu)的牢固性息息相關(guān)。究其緣由，建筑業(yè)的既有建筑工程管理中，缺乏對(duì)抗震、加固等方面的完善，BIM技術(shù)的應(yīng)用一定程度上控制了此類問(wèn)題的發(fā)生?；贐IM技術(shù)下的建筑結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的抗震檢測(cè)與加固，有利于減少地震的發(fā)生概率，推動(dòng)建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展，從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

2 BIM技術(shù)的基本理念

2.1 BIM技術(shù)的概念

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)，即建筑數(shù)字模型的簡(jiǎn)稱。BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)、管理以及建造等數(shù)字化管理工作中，主要工作原理是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)，對(duì)現(xiàn)實(shí)中的整體建筑進(jìn)行虛擬處理，將圖紙上的平面線條以立體化的方式呈現(xiàn)出來(lái)，更具想象空間，同時(shí)，工程師可以在電腦上清晰地看到工程項(xiàng)目中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)，使之更好地完成更加全面的土建設(shè)計(jì)與檢測(cè)等工作。

2.2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

不同于以往的CAD等二維圖紙，BIM技術(shù)能夠進(jìn)行多維的展示，對(duì)工程建筑的設(shè)計(jì)進(jìn)行多方位觀察，進(jìn)行綜合考量。綜合來(lái)看，BIM技術(shù)具有可視化性、模擬性及協(xié)調(diào)性三大特點(diǎn)。

2.2.1 可視化性

傳統(tǒng)的工程技術(shù)多停留于紙質(zhì)類的繪制，BIM技術(shù)一定程度上解放工程師的雙手，通過(guò)電腦端等網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)直接對(duì)建筑進(jìn)行線上的觀察與模擬操作，具有可視化性。它將原本抽象的圖紙通過(guò)電腦轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體的實(shí)物圖，呈現(xiàn)在工程師面前，使之能夠?qū)Χ鄠€(gè)復(fù)雜的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等圖紙進(jìn)行觀察與分析，簡(jiǎn)化工作流程與內(nèi)容，同時(shí)也為后期的施工與監(jiān)測(cè)工作提供了許多便利。

2.2.2 模擬性

在使用BIM技術(shù)應(yīng)用于已有建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，工程師可以通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬，對(duì)后續(xù)中工程實(shí)施的構(gòu)造可能會(huì)出現(xiàn)的可能性進(jìn)行模擬操作，通過(guò)多次模擬從而減少資源浪費(fèi)與試錯(cuò)成本，在一定程度上有利于縮短工程時(shí)間、節(jié)約成本，提高工程整體的工作效率。

2.2.3 協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)具有對(duì)整體工程建筑的協(xié)調(diào)性，能夠使建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位以及各單位的各個(gè)部門相互協(xié)調(diào)配合。一旦在工程項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，出現(xiàn)突發(fā)問(wèn)題等情況，就可以利用BIM技術(shù)將業(yè)主單位或者是施工單位聚集到一起進(jìn)行協(xié)商，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題根源并提出解決方案。

3 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)層面的應(yīng)用

3.1.1 場(chǎng)地分析

在工程建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，前期對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的勘查工作，運(yùn)用BIM技術(shù)獲取場(chǎng)地信息并進(jìn)行分析，能夠更準(zhǔn)確地確認(rèn)建筑周圍的環(huán)境現(xiàn)狀、建后的交通流量以及建筑物的空間位置等，有效解決因大量數(shù)據(jù)處理遲緩而出現(xiàn)諸多弊端的問(wèn)題，通過(guò)虛擬成型構(gòu)建出理想中的完美建筑與場(chǎng)地布局，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的分析與規(guī)劃。

3.1.2 方案輔助設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)作為多維的立體建筑模型，不僅儲(chǔ)備大量的數(shù)據(jù)信息，而且可以根據(jù)信息的改變作出相應(yīng)的變化，對(duì)比傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)，BIM技術(shù)在工程建筑中的設(shè)計(jì)更具多元化，工程師可以通過(guò)計(jì)算機(jī)將原來(lái)的建筑圖紙立體化，并通過(guò)觀察方案中的參數(shù)變化，了解建筑結(jié)構(gòu)的有效信息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的建筑形態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而設(shè)計(jì)出最合適的建筑方案。

3.1.3 建筑性能分析

在設(shè)計(jì)前期，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)建筑方案的要求，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)其實(shí)施不同的方案。例如，在建設(shè)商場(chǎng)時(shí)，BIM技術(shù)會(huì)對(duì)其進(jìn)行建筑的美觀、高度以及內(nèi)部設(shè)置、采光、能耗等多方面的分析，給予設(shè)計(jì)師精準(zhǔn)有用的數(shù)據(jù)，從而合理進(jìn)行方案的調(diào)整。

3.1.4 BIM技術(shù)在工程建筑設(shè)計(jì)中對(duì)不同專業(yè)的協(xié)調(diào)應(yīng)用

在工程建筑的設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)可以利用數(shù)字化和唯一模擬信息化建筑模型，跨專業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的處理，如建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)、水、暖、電等系統(tǒng)之間的相互轉(zhuǎn)換，工程師可以將信息共享，讓不同分工的工程師了解不同專業(yè)在BIM技術(shù)下的呈現(xiàn)效果，并根據(jù)所看到的模型內(nèi)容進(jìn)行溝通與探討，最終研究出最系統(tǒng)、最科學(xué)、最完善的設(shè)計(jì)方案。這種方式的出現(xiàn)，不僅可以促進(jìn)施工企業(yè)、制造商以及建筑設(shè)計(jì)師之間的交流協(xié)商工作，而且也保證了所有參與方都共享到建筑模型的信息，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有所了解，以便后期協(xié)同合作，促進(jìn)工程質(zhì)量的提高與工程進(jìn)度的效率。

3.2 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

3.2.1 施工進(jìn)度的科學(xué)管理化

BIM技術(shù)在工程施工階段，主要扮演著管理的角色。通過(guò)相關(guān)工序模板等編輯器，對(duì)不同的施工階段進(jìn)行劃分，提高工程的施工進(jìn)度。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的加固中，BIM技術(shù)根據(jù)建筑模型的形態(tài)，給予合適的加固方法，例如，公路、橋梁的工程體積龐大，工作量大，可以通過(guò)外包鋼的加固法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，這種方法的優(yōu)點(diǎn)就是構(gòu)件的承載能力大，施工簡(jiǎn)便，現(xiàn)場(chǎng)工作量較小。

3.2.2 資源材料的動(dòng)態(tài)管理化

BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在工程建設(shè)過(guò)程中資源、材料等的動(dòng)態(tài)跟蹤管理。根據(jù)工程實(shí)施中材料、工具的損耗情況，預(yù)測(cè)工程造價(jià)清單，使施工單位了解資源、材料的去向，從而減少資源、資金的支出，控制資源成本，最大限度地提高資源利用率。

3.2.3 施工質(zhì)量的安全管理化

BIM技術(shù)在工程施工過(guò)程中，還能夠?qū)こ淌┕べ|(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。施工單位與監(jiān)測(cè)單位通過(guò)對(duì)比BIM數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題與需要改進(jìn)的地方。BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)精度非常高，使得施工安全管理的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，從而迫使施工單位在出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題之前，就會(huì)努力提高施工質(zhì)量，減少行業(yè)造假行為，有利于營(yíng)造良好的施工氛圍，以提高整個(gè)工程的安全質(zhì)量。

4 基于BIM技術(shù)下結(jié)構(gòu)抗震加固的重要性

4.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震加固的概述

考慮到地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響巨大，抗震與檢測(cè)加固十分重要。其中，不同強(qiáng)度的地震會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成坍塌、裂縫等損傷，采取必要的抗震措施尤為必要，而建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)加固技術(shù)不僅可以準(zhǔn)確有效地對(duì)受損的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固與修復(fù)，而且有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，增加使用年限。

4.2 建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法

常見(jiàn)的建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法有混凝土檢測(cè)、鋼筋檢測(cè)、砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)等，其中，混凝土檢測(cè)、鋼筋檢測(cè)被廣泛應(yīng)用于工程中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)中。而基于BIM技術(shù)理想化的檢測(cè)方法，是屬于完全智能化的檢測(cè)，對(duì)比傳統(tǒng)的工程技術(shù)，BIM技術(shù)在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施抗震加固的方案過(guò)程中，能夠通過(guò)系統(tǒng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估與檢測(cè)，篩選出工程中可能存在的不足之處，為工程師實(shí)施抗震加固方案提供了選擇，同時(shí)提升了效率，智能化的系統(tǒng)有利于解決建筑結(jié)構(gòu)抗震加固中存在的問(wèn)題，減少了很多煩瑣的檢測(cè)流程。

5 BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中的實(shí)際意義

5.1 優(yōu)化工程管理模式

建筑行業(yè)在抗震、加固等方面的質(zhì)量問(wèn)題，可以通過(guò)BIM技術(shù)得以改善、規(guī)范，同時(shí)，BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中，也有效建立了建筑行業(yè)中各個(gè)部門之間的橋梁，使各個(gè)部門做到信息及時(shí)傳達(dá)，提高工程隊(duì)伍中各組織單位的凝聚力，提高工程效率，從而優(yōu)化整個(gè)工程的管理模式，提高企業(yè)形象，進(jìn)而對(duì)企業(yè)的效益也產(chǎn)生產(chǎn)業(yè)鏈效應(yīng)。

5.2 提高工程經(jīng)濟(jì)效益

BIM技術(shù)的應(yīng)用，代替了傳統(tǒng)建筑行業(yè)中的機(jī)械化管理，帶動(dòng)了建筑行業(yè)的智能化、科學(xué)化，有效減少工期，節(jié)約時(shí)間與人力、物力成本，真正意義上提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。

5.3 有效控制工程造價(jià)

BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)是真實(shí)且不容造假的，因此，將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中的實(shí)施，可以對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行合理的估值，綜合考慮投入與產(chǎn)出，結(jié)合多個(gè)方案的對(duì)比選擇最優(yōu)方案予以實(shí)行并落實(shí)，一定程度上能夠減少工程成本。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)在工程抗震與檢測(cè)加固方面的需求日益增大，而且一旦發(fā)生，修復(fù)難度較大，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，因此，除了工程建筑本身要做好抗震設(shè)計(jì)，對(duì)檢測(cè)加固的方法也要引起重視。BIM技術(shù)的加入，使工程建筑的設(shè)計(jì)更加規(guī)范化、科學(xué)化、智能化。隨著B(niǎo)IM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的廣泛運(yùn)用，建筑結(jié)構(gòu)在抗震、加固、檢測(cè)等方面的問(wèn)題也逐漸減少，不僅提高了工程建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量，也減少了在工程施工環(huán)節(jié)中的一些不必要麻煩。

【參考文獻(xiàn)】

【1】熊輝，周君蔚.基于BIM技術(shù)的混凝土面板堆石壩脫空檢測(cè)與加固[J].水電能源科學(xué)，2020，38（12）：83-86.