淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的運用

呂平

摘要：建筑行業(yè)中，出現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)新穎、造型特別的建筑物設(shè)計，構(gòu)成精妙或者復(fù)雜，規(guī)劃設(shè)計過程停車比較困難。常規(guī)的建筑主體結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計模式不再適合于當(dāng)前的建筑主體結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求。本文針對 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中進行分析，將 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢以及規(guī)劃設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題作為研究的重點，歸納和分析 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的使用。

關(guān)鍵詞：BIM 技術(shù);建筑設(shè)計;工程結(jié)構(gòu)

1.BIM技術(shù)簡述

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)指的是一類使用在建筑工程設(shè)計、施工建造及工程管理的數(shù)字化解決方案，經(jīng)過對于建筑物的數(shù)字化及參數(shù)化模型整理，在工程項目規(guī)劃、運作及維護的整個生命周期進程中進行數(shù)據(jù)信息互通及傳輸，使相關(guān)建筑工程設(shè)計人員掌握各類工程數(shù)據(jù)信息，為相關(guān)設(shè)計團隊及建設(shè)、施工作業(yè)企業(yè)在內(nèi)的各個建筑工程參加主體帶來共同工作的平臺，在提升施工作業(yè)效率、降低造價及壓縮施工周期層面起到了關(guān)鍵作用。

2.BIM技術(shù)的主要應(yīng)用特點

2.1 信息化特征

BIM 信息技術(shù)模型是現(xiàn)代數(shù)字信息處理技術(shù)的重要代表，集成了多種現(xiàn)代數(shù)字信息處理技術(shù)的強大處理功能，可以對各類海量信息數(shù)據(jù)以及信息資源進行數(shù)據(jù)分類整理儲存和數(shù)據(jù)分析采集管理，建構(gòu)一套科學(xué)的數(shù)據(jù)信息管理模型。建筑工程信息數(shù)據(jù)模型為后期保證項目正常建設(shè)運行奠定了堅實基礎(chǔ)，設(shè)計管理人員根據(jù)需要對所有建筑信息模型數(shù)據(jù)進行設(shè)計優(yōu)化，確保各項建筑參數(shù)的計算準(zhǔn)確性。BIM 技術(shù)構(gòu)建了一個信息管理平臺，設(shè)計工作人員用戶可以隨時登錄這個信息管理平臺，對整個建筑物的結(jié)構(gòu)信息進行不斷設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)了與建筑設(shè)計的信息一體化。信息基礎(chǔ)建筑學(xué)模型以建筑數(shù)據(jù)庫模型為信息基礎(chǔ)，記載了有關(guān)建筑主體結(jié)構(gòu)模型信息、施工過程材料模型信息、建筑主體構(gòu)件模型信息等。設(shè)計管理人員同時可以通過設(shè)計查詢檢索功能快速查詢檢索設(shè)計數(shù)據(jù)，加快了對建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計的處理速度。

2.2 協(xié)同性特征

BIM 技術(shù)具有突出的實用價值，其為具體設(shè)計施工人員、業(yè)主和具體施工方之間提供了一個互動連接溝通的信息平臺，主體單位可以通過自動登錄施工平臺系統(tǒng)來實時傳達施工主體信息需求，實現(xiàn)施工單位之間的主體信息溝通連接。設(shè)計工作人員在業(yè)主完成設(shè)計工作后，需要將施工模型設(shè)計信息及時發(fā)送給全體業(yè)主，在獲得業(yè)主最終認(rèn)可的技術(shù)前提下負(fù)責(zé)指導(dǎo)業(yè)主施工方面的工作。BIM 技術(shù)分析可以對各種建筑主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部要素、建筑主體構(gòu)件外部要素等關(guān)系進行綜合檢測，分析構(gòu)件之間的關(guān)系影響外部要素，并據(jù)此提出各種削弱外部要素影響的解決策略。通過運用 BIM 技術(shù)，建筑設(shè)計服務(wù)質(zhì)量將明顯提升，建筑工程監(jiān)理項目設(shè)計可以充分滿足公眾多方面和主體的不同需要。

2.3 高效性特征

建筑設(shè)計工作過程中互聯(lián)會產(chǎn)生大量地理數(shù)據(jù)，如何對大量數(shù)據(jù)處理進行實時分類管理，成為建筑設(shè)計者非常關(guān)注的一個重點技術(shù)問題，BIM 技術(shù)直接解決了設(shè)計人員的種種困擾，可以將大量數(shù)據(jù)隨時儲存存放到適當(dāng)?shù)乩砦恢谩．?dāng)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)模型發(fā)生設(shè)計變更時，BIM 設(shè)計系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)計變化后的數(shù)據(jù)自動調(diào)整新的建筑工程設(shè)計模型，對所有相關(guān)設(shè)計信息數(shù)據(jù)進行快速準(zhǔn)確修改。BIM 技術(shù)可以準(zhǔn)確實現(xiàn)各種模擬建筑施工的主要目標(biāo)，對模擬建筑施工場景信息進行模擬還原。在BIM 技術(shù)的作用下，建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計將更加高效。

3.BIM技術(shù)的重要作用

BIM 技術(shù)率先突破了目前傳統(tǒng)的二維設(shè)計制圖操作方式，開放性的技術(shù)模擬了三維可視化后的信息處理模型，為現(xiàn)代建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷發(fā)展應(yīng)用取得了長足的技術(shù)進步，極大地發(fā)展優(yōu)化了現(xiàn)代建筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計各個環(huán)節(jié)，對工程項目的一個整體設(shè)計實施過程起到了重要推進劑的作用。BIM 技術(shù)在現(xiàn)代建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計中一直有著重要的主導(dǎo)作用。

3.1 規(guī)避施工隱患提高工程質(zhì)量

工程質(zhì)量直接影響著整個工程項目乃至整個建筑行業(yè)。在實施建筑工程項目的施工實際操作管理過程中，施工人員因?qū)I(yè)技能知識水平參差不齊，容易存在滋生施工違規(guī)組織施工或者不按照既定施工圖紙實際化施工等不良問題，影響建筑工程質(zhì)量和阻礙項目建設(shè)進度。BIM 技術(shù)建模通過三維施工建模，可以對三維施工建模技術(shù)流程進行一個全方位的三維仿真化和模擬，有效率地驗證三維施工建模技術(shù)的真實可行性。

3.2 優(yōu)化項目環(huán)節(jié)提高企業(yè)利潤

建筑工程項目具有施工難度大、周期長的基本特點，從前期項目籌劃到后期準(zhǔn)備施工往往存在著多次工程項目變更的巨大可能，每次工程變更不僅嚴(yán)重加大了建筑項目施工難度，而且大大增加了項目成本的把握掌控和困難度。從工程規(guī)劃項目投標(biāo)到前期工程項目實施，從工程項目規(guī)劃變更管理到工程竣工成本結(jié)算，BIM技術(shù)可以有效幫助運營企業(yè)在各個運營階段有效的及時進行運營成本監(jiān)控管理，使整個企業(yè)的運營成本以及利潤實現(xiàn)最大化。同時 BIM 技術(shù)人員可以對現(xiàn)有信息資源數(shù)據(jù)直接進行提取和整合存儲，通過對信息數(shù)據(jù)資源進行分析規(guī)劃和整合重組，建立新的信息數(shù)據(jù)模型，方便了與在項目期間參與的各方技術(shù)人員及時進行信息數(shù)據(jù)技術(shù)交流和信息共享，對企業(yè)的長期健康發(fā)展也具有積極的推動作用。

3.3 促進數(shù)據(jù)的信息化發(fā)展

BIM 技術(shù)是以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)作為基礎(chǔ)，能夠?qū)崟r進行大量信息的有效收集處理，與傳統(tǒng)的信息設(shè)計處理技術(shù)相比，更具備一定的技術(shù)優(yōu)越性。相關(guān)的建筑工程設(shè)計技術(shù)人員能夠充分利用借助于 BIM技術(shù)來快速進行建筑工程設(shè)計信息的有效處理尋找工作，并且能夠快速在建筑工程設(shè)計數(shù)據(jù)庫中快速進行與建筑工程設(shè)計相關(guān)信息數(shù)據(jù)的有效處理尋找。此外，各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)也其實并非全都是獨立自然存在的單一個體，之間有著非常緊密的相互聯(lián)系，而通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫則不僅能夠為數(shù)據(jù)設(shè)計管理人員有效節(jié)省大量的設(shè)計處理成本，從而能夠取得良好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計處理效果。

4.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

若要完全做好某項建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計各項工作，設(shè)計者首先可通過對某項建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進行全方位設(shè)計思考，若僅對部分結(jié)構(gòu)施以手動設(shè)計或隨意調(diào)整某項建設(shè)結(jié)構(gòu)順序，則難以完全保證該項建筑設(shè)計各項工作的順利施行。原因主要在于目前建筑工程項目設(shè)計投入建設(shè)資金相對來說較多，且在諸多建筑設(shè)計者的積極參與下，為更好地保證建筑工程設(shè)計效益，則可以采用建筑工程結(jié)構(gòu)信息分析技術(shù)為設(shè)計導(dǎo)向，融合了 BIM技術(shù)，使其能夠在熟練掌握具有建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計功能的技術(shù)前提下，將各個結(jié)構(gòu)信息系統(tǒng)輸入至建筑終端管理系統(tǒng)，以此有效彌補目前建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中可能存在的設(shè)計漏洞或技術(shù)缺陷。

4.2 參數(shù)化設(shè)計

BIM 設(shè)計系統(tǒng)中，都要以設(shè)計參數(shù)和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計作為主要的專業(yè)技術(shù)設(shè)計核心，在此設(shè)計過程中，還要增強對設(shè)計參數(shù)和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)重視性和程度，嚴(yán)格按照設(shè)計方案要求進行設(shè)計施工，根據(jù)每個商品的實際價格，通過市場綜合比對，對商品原材料價格進行一個商業(yè)化的定價。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)技術(shù)的最大弊端太多，比如企業(yè)時效性數(shù)據(jù)太差，這主要是因為企業(yè)人工效率低，他們只對其數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，造成技術(shù)數(shù)據(jù)過多，使企業(yè)技術(shù)人員將大量時間精力同時投入在非技術(shù)階段，不同的一點是 BIM 技術(shù)人員可以及時有效解決此類技術(shù)問題。因此，這就非常需要在工程施工管理過程中，重視實際監(jiān)控工程質(zhì)量，找到其中存在漏洞，讓專業(yè)技術(shù)人員對工程質(zhì)量安全存在問題，進行嚴(yán)格監(jiān)督檢查。

4.3 節(jié)省材料

由于我國經(jīng)濟、科技不斷發(fā)展，城市的建筑工程建設(shè)也不斷創(chuàng)新，使建造行業(yè)迅速發(fā)展。為了更好地將我國建筑行業(yè)做好、做大、做強，在我國綠色施工公共建筑的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，BIM 技術(shù)也被引用到綠色裝飾公共建筑中，滿足現(xiàn)代人們對各種綠色建筑施工的各種需求，因此，我們在各種裝飾公共建筑的綠色施工過程中，可以有效地避免建筑施工管理過程中，因各種技術(shù)沖突因素導(dǎo)致的材料返工及建筑材料大量浪費等各種情況的發(fā)生，節(jié)約我們綠色施工公共建筑在各種裝飾建筑材料的總使用量。

結(jié)論

BIM技術(shù)是一種可以顯著提升建筑物主體結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計工作效率及施工作業(yè)品質(zhì)的專業(yè)技術(shù)，該技術(shù)具備模擬仿真特性、可視化分析、數(shù)據(jù)信息集成、實時傳輸性及協(xié)同工作等很多優(yōu)點，具體技術(shù)的實施能夠在建筑物主體結(jié)構(gòu)三維數(shù)字化模型設(shè)計過程中實施可視化、參數(shù)化、鋼筋排布、流程規(guī)劃、構(gòu)造功能及施工現(xiàn)場操作研究使用。

參考文獻：

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