BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究①

莊波

【摘要】現(xiàn)階段，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，在建筑工程項目施工過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和科學(xué)性直接關(guān)系著整個建筑工程的質(zhì)量和安全性能。隨著現(xiàn)代化技術(shù)水平的不斷發(fā)展和應(yīng)用普及，BIM作為一種現(xiàn)代化的手段開始在建筑設(shè)計中應(yīng)用普及開來，并取得了很好的應(yīng)用效果。借助BIM技術(shù)的應(yīng)用，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，同時可以借助可視化的數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)的模擬分析，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的提升起到了重要的促進(jìn)作用。本文立足建筑工程設(shè)計工作實(shí)踐，圍繞BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的探討。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計師們無法直接看到立體模型，不能及時發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)中的問題，導(dǎo)致建筑過程中出現(xiàn)紕漏，增加建筑成本的同時也會影響建筑質(zhì)量。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中充分利用BIM技術(shù)，可以保證建筑設(shè)計更具科學(xué)性、可行性。

1、BIM技術(shù)的概念

BIM虛擬技術(shù)指的是使用圖像和3D模型動態(tài)顯示原始建筑的技術(shù)。在BIM設(shè)計過程中，將設(shè)計參數(shù)、屬性等相關(guān)因素聯(lián)系在一起，并將信息內(nèi)置到計算機(jī)系統(tǒng)中以構(gòu)建三維可視化模型。無論是在地下管線網(wǎng)絡(luò)還是摩天大樓，均可通過BIM模型進(jìn)行虛擬顯示，從而實(shí)現(xiàn)與實(shí)際場景完全一致的精度。此外，從最初的設(shè)計階段、施工階段到最終的拆除和重建，都可使用BIM虛擬技術(shù)存儲該階段的數(shù)據(jù)。BIM虛擬技術(shù)的應(yīng)用已逐步獲得發(fā)展，不僅用于建筑項目，也用于一些基礎(chǔ)項目，如道路建設(shè)、橋梁工程以及城市污水處理系統(tǒng)、市政排水等方面。另外，BIM技術(shù)還可為日常生活提供便利，如使用BIM虛擬模型可預(yù)測降雨量和流向。

2、BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可視化、可出圖性五個特點(diǎn)，在應(yīng)用BIM技術(shù)過程中協(xié)調(diào)性是指，能夠?qū)δ軈f(xié)調(diào)性進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，有效避免一些不必要的沖突發(fā)生，從而減少對建筑整體功能的表述造成的影響。BIM技術(shù)主要是以現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)，并構(gòu)建相應(yīng)模型的一種新型技術(shù)，建筑設(shè)計人員在應(yīng)用BIM技術(shù)時，可以根據(jù)技術(shù)措施對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計情況進(jìn)行更加直觀地觀察與分析，同時可根據(jù)模擬實(shí)驗，模擬建筑施工過程中可能會發(fā)生的問題，并找出合理的解決策略。與此同時，BIM技術(shù)不僅能夠?qū)Y源數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，也能夠使建筑結(jié)構(gòu)實(shí)體的安全性與穩(wěn)定性得到大幅提升?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計會對多個專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容進(jìn)行涉及，導(dǎo)致設(shè)計工作人員根本無法對進(jìn)行各類影響因素全面的掌握，此時，通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性，即有效減少各種危險因素對建筑物造成的危害。

3、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探析

3.1在建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

基于BIM技術(shù)應(yīng)用下的建筑模型自身就是一個包含所有設(shè)計元素及信息的數(shù)據(jù)庫，依托先進(jìn)的信息技術(shù)支撐，建筑結(jié)構(gòu)的模型設(shè)計中各項數(shù)據(jù)參數(shù)都是緊密相連的，且具有自動關(guān)聯(lián)和修正的功能。在設(shè)計應(yīng)用過程中，設(shè)計人員可以通過該數(shù)據(jù)庫中的信息資源實(shí)現(xiàn)對建筑工程結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建工作，同時在設(shè)計過程中對不同的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而確保BIM系統(tǒng)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中可以及時的更新數(shù)據(jù)庫信息。BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的最突出優(yōu)勢在于其可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高安全性和可靠性的設(shè)計信息錄入和輸出功能，科學(xué)化匹配對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，這對于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量有著重要的促進(jìn)作用。

3.2可視化設(shè)計

BIM技術(shù)中的三維技術(shù)能夠為建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)建出相應(yīng)的立體效果，帶來更直觀的視覺沖擊，方便用戶對建筑構(gòu)件大小、方位以及采用的材料進(jìn)行觀察，為用戶提供便利條件。BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)，可以幫助設(shè)計師仔細(xì)查看建筑結(jié)構(gòu)整體布局與細(xì)節(jié)之處，更精準(zhǔn)地找到設(shè)計漏洞，避免因設(shè)計方案引發(fā)更多問題。例如，樓梯高度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否會碰到用戶的頭部，梁的尺寸是否影響建筑凈空等，都可通過BIM技術(shù)中的可視化技術(shù)進(jìn)行查看。由此可見，BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)可視化設(shè)計中有著不可忽視的作用，不僅保證建筑設(shè)計過程中的工作效率，還能提高工程建設(shè)的整體質(zhì)量，在一定程度上提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計精度，降低誤差。

3.3在施工現(xiàn)場的應(yīng)用

將BIM技術(shù)充分應(yīng)用到建筑項目的施工現(xiàn)場中，能夠有效地提高施工現(xiàn)場的管理效率。具體來說，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠形成更加科學(xué)、合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型，體現(xiàn)出地理信息技術(shù)的特點(diǎn)，將施工區(qū)域中的地質(zhì)環(huán)境和環(huán)境情況進(jìn)行良好的展示，并提高相關(guān)人員對施工現(xiàn)場環(huán)境的了解，針對性地對具體的施工設(shè)計方案進(jìn)行修改和調(diào)整，保證施工方案的有效性，使其能夠更好地滿足建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量要求，促進(jìn)建筑施工現(xiàn)場的管理效率的提高。

3.4碰撞檢查

在碰撞檢查中，可直接將模型導(dǎo)入到NAVISWORKS軟件中，即可通過軟件自帶功能及漫游功能來滿足碰撞檢查要求，加強(qiáng)圖紙及方案設(shè)計的合理性。碰撞檢查并不針對全部施工內(nèi)容，其需要通過對檢測結(jié)果的有效篩選，找出真正需要碰撞檢測的位置，然后實(shí)行科學(xué)試驗，確保工程建設(shè)質(zhì)量。例如，管線的碰撞檢測。利用BIM技術(shù)將管線設(shè)計內(nèi)容導(dǎo)入到軟件系統(tǒng)中，通過軟件的自動化處理得出準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，了解管道布設(shè)情況，并及時對其中存在的矛盾和沖突予以管控，從而避免實(shí)際施工中設(shè)計變更問題的出現(xiàn)，維護(hù)工程建設(shè)成本。

3.5結(jié)合材料的選擇

目前，BIM現(xiàn)有的大部分應(yīng)用重點(diǎn)都在綠色建筑材料的分析設(shè)計方面，注重對綠色建筑材料的節(jié)能情況、質(zhì)量屬性及建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析對比，而對材料的選擇方面關(guān)注較少。用于綠色建筑材料的選擇有許多應(yīng)用程序，但與BIM技術(shù)結(jié)合的實(shí)踐較少。通過BIM技術(shù)結(jié)合綠色建筑材料的選擇軟件盡可能選擇可回收的材料，可更大限度地節(jié)省能源，減少建筑廢料并降低成本。

結(jié)語：

綜上所述，當(dāng)前建筑行業(yè)普遍引進(jìn)BIM技術(shù)，旨在通過此技術(shù)提高建筑工程整體效率與質(zhì)量，優(yōu)化設(shè)計水平，降低建筑工程建設(shè)成本，減少返工情況。本文結(jié)合BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行研究，將建筑結(jié)構(gòu)中的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計模式轉(zhuǎn)向三維結(jié)構(gòu)設(shè)計模式，全面采用信息模型模擬建筑結(jié)構(gòu)，可以更為高效地完成建筑項目。

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