BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用與研究

吉久茂

摘要：BIM在業(yè)界被稱為經(jīng)典的建筑信息模型，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用得到不少好評。無疑，BIM技術(shù)將會會設(shè)計人員開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來新思路，但在實際推廣BIM技術(shù)的過程中仍然面臨不小的挑戰(zhàn)，可見探討該技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用十分關(guān)鍵，在此，本文結(jié)合圍繞此問題展開詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑行業(yè);參數(shù)化定義;協(xié)同設(shè)計

事實上，BIM技術(shù)在業(yè)界已經(jīng)建立起一定口碑。雖然BIM技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但仍有不少地方需要持續(xù)完善，且在大規(guī)模推廣方面仍有較大空間。有鑒于此，并指出其現(xiàn)存的一些問題，在此基礎(chǔ)上就BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用作出進(jìn)一步探討，以期為該技術(shù)更好地應(yīng)用于建筑行業(yè)提供些許有價值的建議。

1 BIM技術(shù)的基本特征

1.1 具備高效整合建筑工程項目信息的能力

眾所周知，BIM技術(shù)的首要特征便是其具有一般設(shè)計軟件不具備的強(qiáng)大整合能力，極為擅長對建筑工程項目的信息進(jìn)行科學(xué)整合、處理，如我們所熟知的建筑材料、構(gòu)件數(shù)量等都可以通過該技術(shù)進(jìn)行高效整合。當(dāng)然，BIM技術(shù)的功能遠(yuǎn)不止如此，它還能夠幫助人們處理大量的在整合設(shè)計過程中得到的各類信息，這是其非常顯著的特征之一。實際上，BIM技術(shù)就技術(shù)合成性上來說比傳統(tǒng)設(shè)計方法先進(jìn)太多，且更為高效，能夠使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工序變得更加精簡化，特別是其3D技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)D紙等信息直觀清晰地展現(xiàn)出來，從而使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計趨于科學(xué)、直觀、高效[1]。

1.2 確保高效傳遞信息及工作流程的能力

目前，BIM技術(shù)多用于各類建筑設(shè)計的建模，該軟件有一大特征便是可以將各種建筑信息進(jìn)行參數(shù)化定義，然后再經(jīng)軟件處理以各類數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行信息的高效傳遞。不僅如此，如果設(shè)計人員因自身需求要將數(shù)據(jù)進(jìn)行及時修改，只需對圖紙進(jìn)行復(fù)核即可。BIM技術(shù)在傳遞信息及工作流程方面的確非常先進(jìn)，其實現(xiàn)數(shù)據(jù)的聯(lián)動修改能力廣受好評，從而大大提升了設(shè)計人員的工作效率，這無疑也是BIM技術(shù)極為明顯的一大特征。

1.3 具有良好的協(xié)同工作能力

毫無疑問，建筑設(shè)計有其自身的設(shè)計流程，而這些設(shè)計往往又要根據(jù)施工的具體情況以及業(yè)主提出的想法來進(jìn)行一系列的設(shè)計，以至?xí)?jīng)常性地遇到一些設(shè)計瓶頸。而BIM技術(shù)具備良好的協(xié)同工作能力，能夠較好地解決協(xié)同設(shè)計過程中出現(xiàn)的種種難題。BIM軟件可以根據(jù)設(shè)計人員的需要制作3D模型，這樣就可以將設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)以3D圖像的形式展現(xiàn)給設(shè)計者，從而令整個協(xié)同設(shè)計更簡單明了。

2 BIM技術(shù)存在的主要問題

2.1 較難處理部分異形結(jié)構(gòu)構(gòu)件

顯而易見的是，設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要切實解決異形結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在的現(xiàn)實問題，如女兒墻、變截面梁等處理起來就存在一定難度。這時，設(shè)計人員利用BIM軟件進(jìn)行操作，意圖通過異形構(gòu)件建模來解決上述問題并非易事，事實上效率難以保證。但往往這些異形結(jié)構(gòu)構(gòu)件又是極為重要的因素，一旦設(shè)計人員無法在碰撞檢查中對其加以嚴(yán)密監(jiān)控，就會給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來很多隱性風(fēng)險，這是目前BIM技術(shù)面臨的主要問題之一。

2.2 兼容問題難以完美解決

事實上，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際操作層面，BIM技術(shù)也很難完美解決兼容問題，這也是該軟件存在的問題之一。多數(shù)情況下，BIM軟件具備的最大優(yōu)勢就是利用實體詳圖來表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但這種方法實際上與現(xiàn)行國家制定的法律和業(yè)界規(guī)章制度有所沖突（因目前建筑界仍多采用平法施工圖），很多單位仍然要求設(shè)計過程中必須要有平法施工圖，且認(rèn)為BIM軟件制作出來的實體詳圖只可起輔助性作用。換言之，二者之間在目前這個階段還存在較為突出的兼容性問題。

3 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)可應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)的可視化

BIM技術(shù)是一種非常典型的基于信息的程序流程設(shè)計，該技術(shù)完全可以發(fā)揮軟件本身的巨大優(yōu)勢，利用構(gòu)建立體化三維模型的方式將結(jié)構(gòu)設(shè)計圖展示給用戶，而傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，如CAD等就很難像用戶可視化展示相關(guān)信息。不僅如此，BIM軟件還可以廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)的全方位掌握，例如涉及建筑本身的關(guān)鍵信息、平面結(jié)構(gòu)布局方面的數(shù)據(jù)等，這樣一來，用戶便可非常直觀地觀察并選擇更符合自己要求的設(shè)計方案，并可以直接指出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的不足，以便設(shè)計人員后期進(jìn)行修改、完善，直至拿出最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

3.2 BIM技術(shù)可應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計

顯而易見，伴隨中國建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，市場上對建筑裝飾材料的需求也日趨旺盛，特別是鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用更為廣泛。而BIM軟件就可以更為科學(xué)地設(shè)計各種鋼結(jié)構(gòu)，例如，吊裝等問題就是設(shè)計人員在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計必須重點關(guān)注的細(xì)節(jié)，而這些問題如不順利解決，則會影響整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，甚至?xí)o工程帶來安全風(fēng)險。此外，BIM技術(shù)在節(jié)點連接方面可以發(fā)揮巨大作用，尤其對重要信息數(shù)據(jù)或參數(shù)能夠做到精準(zhǔn)分析，從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計效果[2]。

3.3 BIM技術(shù)可應(yīng)用于預(yù)制構(gòu)建的設(shè)計

眾所周知，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不可避免地會涉及房屋墻面、樓梯等關(guān)鍵位置，這些設(shè)計要點絕不能有所忽視，因而設(shè)計人員必須對所有構(gòu)件中的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計，之所以要預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，就是為了減少因結(jié)構(gòu)不佳跟建筑、設(shè)備之間的矛盾，而BIM技術(shù)正好能發(fā)揮其長處，設(shè)計人員正是通過該技術(shù)，使得相關(guān)參數(shù)更符合實際要求，尤其是預(yù)制構(gòu)建中的連接點與節(jié)點需要高度精確，BIM軟件就非常擅于解決這些難點，從而在根本上提升整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的品質(zhì)，保障今后的實際建筑物不會出現(xiàn)安全隱患，只有建筑物能夠安全投入使用，設(shè)計才具有真正價值。

4 總結(jié)

本文指出，如今，BIM技術(shù)作為一種操作性較好的建筑信息模型，在建筑行業(yè)當(dāng)中已經(jīng)廣為人知，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用也發(fā)揮了不小作用，得到不少專業(yè)人士的頗多好評。然而，現(xiàn)階段，BIM技術(shù)從長遠(yuǎn)看非常利于中國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，盡管面臨些許困問題，但仍要重視該技術(shù)的重要性。那么，探討B(tài)IM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用非常具有現(xiàn)實意義，本文就此問題展開深入研究，以期獲得相應(yīng)的研究成果。

參考文獻(xiàn)

[1]劉鵬. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用實踐分析與研究[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計， 2020， 8（11）：52-53.

[2]李泳波. 關(guān)于BIM建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程的研究與實現(xiàn)[J]. 智能建筑與智慧城市， 2019， 10（2）：53-54.