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

王瑩

在建筑工程當(dāng)中，大多數(shù)的建筑企業(yè)會(huì)運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行建模，它能夠?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供高效的幫助，這主要是由于BIM 技術(shù)有著強(qiáng)大的建模功能。BIM 技術(shù)能夠提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率以及可靠性，進(jìn)一步推動(dòng)建筑工程發(fā)展。同時(shí)，設(shè)計(jì)師在使用BIM 技術(shù)的過程當(dāng)中，也需要對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行了解。需要不斷地探討在設(shè)計(jì)的過程中如何更好地運(yùn)用BIM 技術(shù)，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。本文進(jìn)一步探討B(tài)IM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以便企業(yè)在使用的過程當(dāng)中提高使用效率，保證使用質(zhì)量。

1.BIM 技術(shù)基本特征

1.1 BIM 技術(shù)具有協(xié)同設(shè)計(jì)性

當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域逐步向協(xié)同方向發(fā)展，這也是建筑設(shè)計(jì)的重要方向，同時(shí)也是建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。協(xié)同設(shè)計(jì)是借助一個(gè)公共的平臺(tái)，使得各個(gè)設(shè)計(jì)人員能夠在該平臺(tái)上進(jìn)行交流，使得交流更加協(xié)調(diào)有序，避免在溝通過程當(dāng)中出現(xiàn)溝通不暢，交流不及時(shí)等問題。同時(shí)在溝通交流的過程當(dāng)中對(duì)于設(shè)計(jì)所出現(xiàn)的問題及時(shí)地進(jìn)行修改，從而逐步提高設(shè)計(jì)效率。一個(gè)小組的工作成員可以借助協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行交流，同時(shí)協(xié)同平臺(tái)還可根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求的要求迅速響應(yīng)，并且快速地更改，從而使得設(shè)計(jì)效率不斷提高。系統(tǒng)平臺(tái)還可對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)于所出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)反應(yīng)，它能夠有效地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量[1]。

1.2 BIM 技術(shù)具有工作的傳遞性

BIM技術(shù)可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并將相關(guān)數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，形成一個(gè)大的數(shù)據(jù)庫，它能夠有效地提高建筑行業(yè)的工作效率。建筑工程在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，并不是一次設(shè)計(jì)就可以完成的，它需要對(duì)其進(jìn)行反復(fù)修改，而BIM 技術(shù)能夠?qū)ο嚓P(guān)修改內(nèi)容進(jìn)行記錄，將修改的數(shù)據(jù)自動(dòng)反饋到模型構(gòu)建中去。修改的過程當(dāng)中并不需要設(shè)計(jì)師自行更改鏈接或修改圖紙，BIM 技術(shù)將對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)修改。其次，它還能進(jìn)行施工模擬，提前分析各種要素，為施工提供便利。設(shè)計(jì)人員可依據(jù)施工模擬，對(duì)于在施工過程中可能出現(xiàn)的問題提前進(jìn)行預(yù)測(cè)，極大地提高了設(shè)計(jì)的效率。

1.3 BIM 技術(shù)具有信息集成性

信息集成性是強(qiáng)調(diào)將相關(guān)信息進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)信息共享，信息共享能夠有效地提高建筑設(shè)計(jì)的效率，保證近視設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。在BIM 技術(shù)中，信息集成主要是用于設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，它能夠?qū)⑾嚓P(guān)設(shè)計(jì)信息與設(shè)計(jì)過程進(jìn)行有效結(jié)合。在設(shè)計(jì)建模的過程當(dāng)中，建筑信息模型是唯一的信息模型，各個(gè)部門的設(shè)計(jì)信息都需要在這個(gè)信息模型當(dāng)中完成，因此可以看到BIM 技術(shù)有著強(qiáng)大的信息集成功能，它能夠?qū)⑺行畔⑦M(jìn)行集合，用信息集成的方式，使得各設(shè)計(jì)人員能夠在同一個(gè)平臺(tái)內(nèi)對(duì)所涉及的信息進(jìn)行使用分析、處理，能夠有效地實(shí)現(xiàn)信息共享，提高信息的使用效率。

1.4 BIM 技術(shù)與協(xié)同性關(guān)系

協(xié)同是BIM 的核心概念，同一構(gòu)件元素，只需輸入一次，各工種共享元素?cái)?shù)據(jù)并于不同的專業(yè)角度操作該構(gòu)件元素。從這個(gè)意義上說，協(xié)同已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的文件參照?？梢哉fBIM 技術(shù)將為未來協(xié)同設(shè)計(jì)提供底層支撐，大幅提升協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。BIM 帶來的不僅是技術(shù)，也將是新的工作流程及新的行業(yè)慣例。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 可視化技術(shù)應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師通常會(huì)采用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，BIM 技術(shù)有著較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，BIM 技術(shù)可制作三維模型，它改變了傳統(tǒng)二維模型，能夠更加直觀生動(dòng)地展示建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。BIM 技術(shù)三維模型的設(shè)計(jì)主要是利用CAD 繪圖技術(shù)，將其應(yīng)用在建筑圖紙繪制的過程當(dāng)中，CAD 可將建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中所涉及的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行展示，同時(shí)也可以建設(shè)相應(yīng)的三維模型，能夠使工作人員在使用的過程當(dāng)中快速了解建筑項(xiàng)目布局情況。然而傳統(tǒng)技術(shù)在構(gòu)建三維模型的過程當(dāng)中存在著較大的難度，尤其是在構(gòu)建一些較為復(fù)雜的建筑工程項(xiàng)目時(shí)構(gòu)建效率較低，在構(gòu)建的過程當(dāng)中出現(xiàn)各種各樣的問題，與BIM 技術(shù)之間存在著較大的差異。BIM 技術(shù)能夠快速地追蹤在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中所出現(xiàn)的各種問題，同時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)過程當(dāng)中的問題進(jìn)行合理的處理，并采取有效措施進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救。同時(shí)，它也能夠隨時(shí)地了解到設(shè)計(jì)進(jìn)度，使得工作人員能夠?yàn)橄乱徊焦ぷ髯龊贸渥愕臏?zhǔn)備。尤其在涉及大型建筑工程時(shí)，借助BIM技術(shù)可視化特點(diǎn)，可對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化觀察，也可對(duì)其進(jìn)行展示，從根本上來了解建筑結(jié)構(gòu)，不斷地完善相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)劃，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.2 BIM 技術(shù)在場(chǎng)地分析中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，對(duì)于加強(qiáng)場(chǎng)地分析工作就有著十分重要的意義。一項(xiàng)建筑工程在施工之前，首先需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行合理的分析，分析工作是保證建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理性以及科學(xué)性的重要基礎(chǔ)，依據(jù)場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。傳統(tǒng)分析工作中存在著較多的問題，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，出現(xiàn)各種各樣的漏洞，再加上分析人員在對(duì)其進(jìn)行分析的過程當(dāng)中會(huì)受較多主觀因素的影響，會(huì)使得分析結(jié)果存在著一定的不準(zhǔn)確性，這種分析結(jié)果會(huì)讓建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中出現(xiàn)各種各樣的問題。而在當(dāng)前的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，可采用BIM 技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，進(jìn)一步提高分析的準(zhǔn)確性以及完整性，使得分析結(jié)果能夠更好地滿足建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要。BIM 技術(shù)在場(chǎng)地分析的過程當(dāng)中還應(yīng)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，通過對(duì)施工場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集來建造相應(yīng)的技術(shù)模型，使得設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加具有合理性以及科學(xué)性，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量以及設(shè)計(jì)效率。

2.3 BIM 技術(shù)在工程建設(shè)模型中的應(yīng)用

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑工程項(xiàng)目規(guī)模不斷增大，在施工的過程中所涉及的內(nèi)容也較多，尤其是在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要考慮較多的設(shè)計(jì)因素才能夠更好地建造建筑模型。工程建模的整個(gè)過程難度是非常大的，復(fù)雜程度也比較高。鋼結(jié)構(gòu)是大跨度的建筑結(jié)構(gòu)形式，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑工程來講，不僅需要落實(shí)結(jié)構(gòu)的連接工作，還需要確保構(gòu)建布置的科學(xué)性以及合理性。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，要尤其重視梁柱連接工作，需要對(duì)梁柱連接工作進(jìn)行有效地落實(shí)，同時(shí)還需要確認(rèn)量與量之間連接質(zhì)量，若質(zhì)量不高將會(huì)嚴(yán)重影響建筑工程施工，同時(shí)也會(huì)造成人員傷亡，這些都會(huì)阻礙建筑工程的順利進(jìn)行。鋼結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，還需要確保各個(gè)連接架的完善性，合理安排螺栓數(shù)量之間的安置距離，同時(shí)還需要合理計(jì)算，以確?？茖W(xué)性以及合理性，要與相關(guān)位置進(jìn)行結(jié)合，不斷地提高施工的整體效率，保證施工的順利進(jìn)行。其次，在設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)地調(diào)整和控制螺栓的數(shù)量以及螺栓之間的距離，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在施工的過程當(dāng)中，可借助BIM 技術(shù)來構(gòu)建三維模型，它能夠有效地對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中的梁柱以及各個(gè)部件之間的連接的實(shí)際情況進(jìn)行展示，相關(guān)設(shè)計(jì)人員也能夠通過三維的效果來觀看工程結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)建筑工程建模更具有準(zhǔn)確性。

2.4 BIM 技術(shù)參數(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中會(huì)涉及較多的數(shù)據(jù)，而且需要建立相關(guān)資源模型，這些模型的建立是與數(shù)據(jù)庫有著直接性的關(guān)系，相關(guān)數(shù)據(jù)需要運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，它與設(shè)計(jì)參數(shù)具有較強(qiáng)的聯(lián)系。建筑設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之前需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理歸納，在開展設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中必須根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來開展設(shè)計(jì)，同時(shí)需要建立資源化模型，明確相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，只有這樣才能夠逐步提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)師還需要采用參數(shù)約束的措施來提高BIM 技術(shù)的應(yīng)用效率以及維護(hù)效率。只有這樣才能夠從根本上保證輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保證參數(shù)設(shè)計(jì)工作能夠正常穩(wěn)定地開展，不斷地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.5 BIM 技術(shù)預(yù)制構(gòu)件的預(yù)拼裝

在建筑設(shè)計(jì)階段以Revit 軟件為核心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)建筑性能設(shè)計(jì)模擬，機(jī)電管線碰撞，室內(nèi)空間優(yōu)化，三維可視化空間漫游等多項(xiàng)BIM 應(yīng)用，極大地提高了建筑設(shè)計(jì)的前瞻性、精準(zhǔn)性以及設(shè)計(jì)的精細(xì)化程度。在項(xiàng)目預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)構(gòu)件深化設(shè)計(jì)中，采用Cartier 軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了預(yù)制梁柱節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)碰撞、安裝模擬等功能，確保項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工100%準(zhǔn)確，無任何施工碰撞和返工。項(xiàng)目施工階段，施工單位應(yīng)用魯班軟件實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的可視化模擬，提高了施工效率，節(jié)省施工時(shí)間。

3.結(jié)語

隨著時(shí)代發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)無法滿足當(dāng)下發(fā)展需求，因此引入了BIM 技術(shù)。BIM 技術(shù)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的2D建模轉(zhuǎn)變成了3D 建模，是符合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)，能滿足當(dāng)下發(fā)展需求。BIM 技術(shù)的運(yùn)用改變了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，開始逐漸向三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)代轉(zhuǎn)變，同時(shí)這也是時(shí)代發(fā)展的必然要求。BIM 技術(shù)能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，使得設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，能夠使各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)更加協(xié)調(diào)，減少設(shè)計(jì)誤差，很大程度上提高了建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，同時(shí)也能夠保證時(shí)效性。在目前BIM 技術(shù)被廣泛運(yùn)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，它極大地提高了建筑設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)了建筑行業(yè)發(fā)展，我國(guó)BIM 技術(shù)的發(fā)展還需進(jìn)一步完善，其具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>