基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究

支源

摘要：現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)發(fā)展都起到了一定的促進(jìn)作用。在建筑行業(yè)當(dāng)中，BIM技術(shù)的科學(xué)引入可以顯著提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)水平，使其可以滿足現(xiàn)代人的各種需求，同時(shí)也使得建筑工程的各項(xiàng)功能可以得到有效發(fā)揮。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)BIM技術(shù)有清晰合理的認(rèn)識(shí)，并且將其科學(xué)引入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，促進(jìn)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作順利開(kāi)展，在為施工單位贏得良好的經(jīng)濟(jì)收益與社會(huì)收益同時(shí)，也為業(yè)主用戶帶來(lái)良好的居住體驗(yàn)。

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

引言

節(jié)能、環(huán)保作為當(dāng)前生態(tài)建設(shè)的關(guān)鍵理念，對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)有著指導(dǎo)性意義。面向建筑智能化建造設(shè)計(jì)，需采用BIM技術(shù)來(lái)達(dá)成設(shè)計(jì)需求。從目前揭示的文獻(xiàn)資料顯示，BIM技術(shù)的應(yīng)用有助于降低智能建筑設(shè)計(jì)中能源、材料以及水等關(guān)鍵資源的浪費(fèi)，以此提升整體建筑的環(huán)保和節(jié)約的特性。在BIM技術(shù)支持下可以有效降低建筑在建設(shè)和運(yùn)維中的內(nèi)耗，提升資源配置效率和資源利用利率，并在一定程度上為實(shí)現(xiàn)建筑智能化建設(shè)局面優(yōu)化和業(yè)務(wù)發(fā)展。

1 BIM技術(shù)的功能及優(yōu)勢(shì)

1.1 BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1）能將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等載體進(jìn)行共享共用，實(shí)現(xiàn)信息超速，確保設(shè)計(jì)人員能第一時(shí)間得到有用信息。

2）可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析建筑工程存在安全隱患和安全漏洞，減少后期事故發(fā)生的概率。與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝和技術(shù)相比，BIM技術(shù)不僅能夠有效提高建筑設(shè)計(jì)的專業(yè)水平，彰顯建筑特色，而且能合理控制建筑施工的成本，真正實(shí)現(xiàn)建筑工程的利益最大化。

1.2 BIM技術(shù)功能

1.2.1信息共享功能

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作完成后，BIM模型可以做到直接讀取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的各類信息，同時(shí)將此類信息進(jìn)行整合，在進(jìn)行三維模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)保證分析模型與當(dāng)下?tīng)顟B(tài)保持一致。數(shù)據(jù)是整個(gè)信息模型的建立基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)讀取、信息讀取環(huán)節(jié)，可以通過(guò)轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)文件方式，使其滿足自身結(jié)構(gòu)需求，從而在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)信息共建、數(shù)據(jù)共享，顯著提升資源調(diào)配能力、資源應(yīng)用能力，在信息集成環(huán)節(jié)BIM技術(shù)使用信息化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源共享，相較于傳統(tǒng)施工圖紙與施工文件，BIM技術(shù)的信息共享功能使整體的信息傳輸效率顯著提升，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作順利開(kāi)展提供助力。

1.2.2協(xié)調(diào)性功能

BIM技術(shù)構(gòu)建而成的工程設(shè)計(jì)平臺(tái)屬于獨(dú)立平臺(tái)，可以使業(yè)主群體、設(shè)計(jì)單位與施工單位在平臺(tái)當(dāng)中展開(kāi)有效溝通、有效交流，結(jié)合反饋信息來(lái)進(jìn)行重要信息提取，應(yīng)用BIM技術(shù)可以將各個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)原則作為設(shè)計(jì)依據(jù)，從而檢測(cè)到各類建筑構(gòu)件之間的契合程度，可以顯著提升設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與各個(gè)部門的溝通效率，提升建筑工程整體協(xié)調(diào)性，從而顯著減少設(shè)計(jì)所需時(shí)間。

2基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

2.1圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

全面評(píng)價(jià)和分析結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的合理性。在建筑項(xiàng)目的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可以構(gòu)建3D圖形，并以此為基礎(chǔ)更加全面地評(píng)價(jià)和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，為后期工作的便利性奠定基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果需要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的某一部分實(shí)施改動(dòng)，則需要對(duì)最初的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行綜合考慮，再確定具體的改動(dòng)措施，而多次修改的設(shè)計(jì)方案會(huì)在一定程度上增加項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)成本，有時(shí)甚至?xí)x設(shè)計(jì)要求。在建筑項(xiàng)目的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)，可將重要的參數(shù)錄入整體系統(tǒng)中，并及時(shí)確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的，以得到合理的修改建議。例如在某海島旅游綜合項(xiàng)目中，會(huì)所單體位于該海島的第一高地南坡，享有全島最為廣闊的景觀面。屋頂進(jìn)入層被處理為一個(gè)反射天光云影的水池，與山色融為一體，該項(xiàng)目總建筑面積約2800m2，地上沿坡地2層，局部地下1層，建筑高度為10.20m，抗震設(shè)防烈度為6度，采用框架結(jié)構(gòu)。該會(huì)所單體順應(yīng)山勢(shì)布置，嵌于山坡之中，外形為曲面，雖然體量不大，但內(nèi)部空間較為復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)梁柱的布置要求較高，在施工圖設(shè)計(jì)階段，可以采用Revit軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的復(fù)核，對(duì)影響內(nèi)部空間使用和影響觀感的梁柱進(jìn)行調(diào)整，為項(xiàng)目準(zhǔn)確實(shí)施提供保障。

2.2深度剖析建筑結(jié)構(gòu)情況

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)引入BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)實(shí)地調(diào)研，全面掌握現(xiàn)場(chǎng)的各種信息，針對(duì)性地開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑工程質(zhì)量的重要保障，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境展開(kāi)科學(xué)分析、綜合判定，才可以針對(duì)性地開(kāi)展工程設(shè)計(jì)，BIM在結(jié)構(gòu)分析與現(xiàn)場(chǎng)分析環(huán)節(jié)有著一定的優(yōu)勢(shì)，可以建立地理信息系統(tǒng)與BIM系統(tǒng)聯(lián)系，清晰還原現(xiàn)場(chǎng)的具體施工情況，使得建筑模型與施工現(xiàn)場(chǎng)情況高度吻合，擁有一定的科學(xué)性與有效性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)利用BIM模型當(dāng)中的各種數(shù)據(jù)，提升施工現(xiàn)場(chǎng)與工程模型的適配程度。

2.3參數(shù)設(shè)計(jì)

將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最核心的部分就是數(shù)據(jù)模型的建立，其不僅是簡(jiǎn)單地分析和修改參數(shù)，而是需要對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)定，從而展示出整體建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的幾何造型及具體的建造屬性，同時(shí)展現(xiàn)出整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所有相關(guān)的建筑參數(shù)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需對(duì)相關(guān)組件系統(tǒng)進(jìn)行組裝。

2.4利用BIM進(jìn)行模型維護(hù)

模型維護(hù)技術(shù)實(shí)質(zhì)上是利用BIM技術(shù)對(duì)建筑項(xiàng)目整體工程進(jìn)行模型建立，總體工作是指利用BIM技術(shù)平臺(tái)，將建筑工程所涉及到的全部信息，以數(shù)據(jù)化的形式進(jìn)行收集匯總，然后通過(guò)數(shù)據(jù)分析，找出存在的錯(cuò)誤和不足消除信息孤島;待上述工作都已完成后，再結(jié)合三維模型對(duì)全部信息進(jìn)行整理。搜素功能可以有效提高建筑工作的效率，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有力保障。然而，需要注意的是，在應(yīng)用此技術(shù)時(shí)，由于單個(gè)BIM技術(shù)功能存在的短板不能完全滿足工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體需求，因此還需要采用多方法多技術(shù)合一的方法。目前，采用較多的方式為“分布式”，即根據(jù)工程的具體情況，或是不同階段所需要的技術(shù)支撐，設(shè)計(jì)不同的BIM應(yīng)用技術(shù)階段。

結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，是新時(shí)期建筑產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的必然要求。基于BIM技術(shù)可以對(duì)不同混凝土結(jié)構(gòu)的受力情況、空間布局效果等進(jìn)行仿真，從而有效減少了因設(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致的返工、安全等各種問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴維.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究[J].居舍，2021，41（10）：74-75.