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

呂恩賀

摘要：依靠信息技術(shù)的支持，BIM技術(shù)取得良好發(fā)展，且能夠在很多行業(yè)中起到積極效用，BIM技術(shù)指的是將建筑的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)、建造、管理的新型技術(shù)，依靠三維建?？梢詫⒔ㄖY(jié)構(gòu)直觀的展示在設(shè)計(jì)師面前，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和糾正，既能避免造成更大的經(jīng)濟(jì)損失，也可以按時(shí)保質(zhì)保量完成建筑任務(wù)，所以工程師在制定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用力度?；诖?，本文將對(duì)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)方法

1 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義

現(xiàn)代人們的經(jīng)濟(jì)收入水平較過(guò)去有了很大提升，從而對(duì)物質(zhì)生活要求越來(lái)越高，據(jù)此大型商場(chǎng)數(shù)量不斷增多，能夠在很大程度上滿足消費(fèi)者提出的多樣化購(gòu)物需求，不過(guò)商場(chǎng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作較為復(fù)雜，因?yàn)槠渲邪姸嗌啼?，且不同商鋪的布局結(jié)構(gòu)等也存在一定差異，那么工程師應(yīng)該積極采取措施來(lái)提高商場(chǎng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，進(jìn)而才能保障商場(chǎng)建筑順利投入使用。例如，通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)可以將商場(chǎng)建筑結(jié)構(gòu)直觀的展示出來(lái)，然后工程師就能明確知道各個(gè)樓層的梁柱銜接應(yīng)該達(dá)到怎樣的標(biāo)準(zhǔn);此外，商場(chǎng)建筑屬于重要的公共建筑，所以對(duì)樓體的整體承重、結(jié)構(gòu)等有著多方面要求，通過(guò)利用BIM技術(shù)來(lái)獲得虛擬的建筑結(jié)構(gòu)，便于工程師了解建筑整體和局部之間的相互支撐情況，為完善設(shè)計(jì)方案提供參考?；谛畔⑴c科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的視域下，可以用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的技術(shù)手段逐漸增多，實(shí)踐表明將BIM技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合，能有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率和建筑質(zhì)量，為充分激發(fā)建筑應(yīng)用價(jià)值奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用原則

2.1 堅(jiān)持安全、環(huán)保原則

在BIM技術(shù)應(yīng)用中，安全環(huán)保是第一原則也是建筑建設(shè)的首要原則。對(duì)于建筑安全性而言，首先需要確定建筑智能化建造的重要用途，確定關(guān)乎智能化的電氣系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和建造。環(huán)保則是考慮建筑中電氣設(shè)備在能源上的優(yōu)化管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低耗損，在現(xiàn)有的規(guī)章制度的約束范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全三者有機(jī)結(jié)合，以此推動(dòng)建筑智能化進(jìn)程。

2.2 減少無(wú)關(guān)損耗原則

建筑的建設(shè)中存在部分無(wú)關(guān)的能源損耗，對(duì)此需要做好建筑中電氣設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)建造。具體而言，設(shè)計(jì)人員須仔細(xì)核查各環(huán)節(jié)設(shè)備、系統(tǒng)中是否存在無(wú)價(jià)值且大耗損部件，并進(jìn)行優(yōu)化替代處理。確保建筑智能化建造中滿足基本要求的前提下最大化地節(jié)省不必要的能源損耗，如可以將電氣開(kāi)關(guān)系統(tǒng)設(shè)置為智能調(diào)控型來(lái)優(yōu)化配置。

2.3 確保建筑基本功能原則

便捷、舒適、智能、安全是當(dāng)前人們對(duì)智能建筑提出的最為本質(zhì)的要求。對(duì)此，要求在建筑智能建造過(guò)程中，不僅僅要具有美學(xué)藝術(shù)特性，同時(shí)要滿足這些切實(shí)的基本要求。對(duì)此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要立足于這一基本點(diǎn)，避免本末倒置的情況出現(xiàn)。

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

3.1 施工圖設(shè)計(jì)

對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用，在施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的應(yīng)用更加廣泛，效果也更加顯著。這是因?yàn)樵谑┕D設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)三維模型的效果，能夠使得給人的直觀視覺(jué)效果更加明顯，這樣便于設(shè)計(jì)人員對(duì)于所進(jìn)行的設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)地評(píng)估。并且即使是設(shè)計(jì)方案存在問(wèn)題，在進(jìn)行更改的時(shí)候也更加的方便，這樣能夠極大的節(jié)省相應(yīng)的人力、物力和財(cái)力。此外，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用，能夠得到有效的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的、相關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及關(guān)鍵性的設(shè)計(jì)指標(biāo)，有非常清晰地了解。這樣不僅能夠使得施工的難度得到降低，同時(shí)還能減少施工過(guò)程中安全事故的發(fā)生，使得建筑工程的施工質(zhì)量得到顯著的提升。對(duì)于建筑施工圖紙的設(shè)計(jì)，比較重要的一項(xiàng)工作就是對(duì)配筋參數(shù)的確定。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)軟件的應(yīng)用，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行全面、系統(tǒng)地分析，通過(guò)分析得出的結(jié)果能夠?qū)艠?gòu)件配筋和相關(guān)闡述進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，同時(shí)借助于其它工具，能夠使得建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋設(shè)計(jì)得到科學(xué)地設(shè)計(jì)。

3.2 BIM技術(shù)在資源調(diào)配中的設(shè)計(jì)方法

BIM技術(shù)為建筑設(shè)計(jì)中資源配置提供了綜合解決技術(shù)途徑，提供參數(shù)以優(yōu)化資源配置，如施工中的人力、材料和設(shè)備等。此外，在BIM模型的支持下，資金、人工以及材料的合理利用可實(shí)現(xiàn)最大化。此外采用BIM4D模型，可用于對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，由此可以優(yōu)化預(yù)算，明確施工計(jì)劃，進(jìn)而合理安排工期開(kāi)展工作。如果考慮造價(jià)，可構(gòu)建5D模型，以實(shí)現(xiàn)建筑工程建設(shè)的造價(jià)管理優(yōu)化。

3.3 BIM技術(shù)在安全與環(huán)境管理中的設(shè)計(jì)方法

將GIS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及5G通信技術(shù)和BIM模型的融合，可以構(gòu)建全方位的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，通過(guò)虛擬的第一視角來(lái)對(duì)重大安全危險(xiǎn)源進(jìn)行甄別，并進(jìn)行區(qū)別和隔離。此外，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，依托BIM模型，可對(duì)建筑建設(shè)安全和環(huán)境管理過(guò)程進(jìn)行模擬，從而以幫助管理人員對(duì)即將開(kāi)展的工程有一個(gè)全面的認(rèn)知，以確保交底安全。此外考慮環(huán)境問(wèn)題，可以將BIM模型和APP平臺(tái)進(jìn)行整合，通過(guò)APP監(jiān)控實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理，以此能夠?qū)Ω鞣N建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行全程監(jiān)視，達(dá)成云監(jiān)工的效果，由此為建設(shè)質(zhì)量控制提供可靠保障。

3.5 綠色建筑設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，綠色設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中比較倡導(dǎo)的一種設(shè)計(jì)理念，同時(shí)也充分符合現(xiàn)階段人們對(duì)于低碳消費(fèi)的一種追求，而綠色設(shè)計(jì)難度相對(duì)較大，在具體的設(shè)計(jì)工作中所存在的影響因素也相對(duì)比較復(fù)雜。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員可以通過(guò)BIM技術(shù)的有效應(yīng)用對(duì)建筑的節(jié)能性問(wèn)題進(jìn)行更深層次的研究和分析，尤其是針對(duì)建筑采光、建筑通風(fēng)以及建筑日照等方面內(nèi)容，必須要通過(guò)更加深入的設(shè)計(jì)和分析之后，從中找到最適合人類居住的相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并且需要以人為本全面提高建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果。比如，在建筑屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，可以有效運(yùn)用保溫和蓄熱系數(shù)更大的隔熱材料來(lái)進(jìn)行使用，可以在冬季條件下保證室內(nèi)的熱量不會(huì)大量流失，同時(shí)下集條件可以更好地隔絕外部的環(huán)境溫度以此來(lái)實(shí)現(xiàn)，冬暖夏涼的效果，充分彰顯出建筑綠色設(shè)計(jì)理念。又如，依托BIM技術(shù)，結(jié)合建筑所在的地理位置，根據(jù)暴雨強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的完整構(gòu)建，從而為承雨設(shè)計(jì)和雨水收集分析提供計(jì)算支持。在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域，分析地貌、材質(zhì)，從而明確周邊地表徑流系數(shù)、結(jié)合綠化設(shè)計(jì)、道路設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算采集雨水系統(tǒng)系數(shù)，從而有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)自然水體的優(yōu)化利用，降低對(duì)外界給水需求，由此能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約利用。

3.6 成本預(yù)算和施工材料采購(gòu)

成本預(yù)算和施工材料采購(gòu)是工程建設(shè)質(zhì)量管控的重要內(nèi)容，運(yùn)用BIM技術(shù)可以精準(zhǔn)計(jì)算工程建設(shè)材料需求、機(jī)械設(shè)備的使用量、施工人員數(shù)量，精準(zhǔn)掌握工程建設(shè)預(yù)算，從而合理的制定采購(gòu)計(jì)劃。同時(shí)BIM技術(shù)可根據(jù)工程建設(shè)的需要，具體將采購(gòu)內(nèi)容細(xì)分至每個(gè)工程項(xiàng)目中，依照不同階段的施工進(jìn)度進(jìn)行采購(gòu)，便于相關(guān)工作人員根據(jù)市場(chǎng)行情及時(shí)調(diào)整采購(gòu)方案，同時(shí)依據(jù)物料使用情況進(jìn)行采購(gòu)計(jì)劃的補(bǔ)充跟進(jìn)，從而減少了物料設(shè)備的庫(kù)存，提升機(jī)械設(shè)備的使用效率，確保工程項(xiàng)目的成本管控更加精準(zhǔn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，可以得知BIM技術(shù)能夠在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮多方面應(yīng)用價(jià)值，不僅能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，也可以保障建筑質(zhì)量，從而大幅增強(qiáng)建筑的安全性、穩(wěn)定性、實(shí)用性，為加快我國(guó)建筑領(lǐng)域發(fā)展步伐提供有利幫助。

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