基于BIM 技術在建筑結構設計中的具體應用研究

陳 玉

（貴州開放大學（貴州職業(yè)技術學院），貴州 貴陽 550023）

近年來我國開始加速建設各大城市的建筑項目，人們對于建筑項目的要求以及需求也在不斷提升。這對于建筑行業(yè)來說無疑是一項具有挑戰(zhàn)性的任務。目前我國的技術人員已經(jīng)能夠依靠發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)技術，將BIM 技術運用到建筑項目中。雖然BIM 技術確實優(yōu)于傳統(tǒng)的施工技術，也幫助施工人員突破了許多施工工程上的瓶頸。但我國對于BIM 技術的研究仍然處于起始階段，此項施工技術的運用仍然不能與西方發(fā)達國家相比較，這其中還是存在著諸多問題。因此，對于BIM 技術，我國的技術人員仍需要不懈努力地去研究，才能夠將其作用淋漓盡致地發(fā)揮出來。

1 BIM 技術特性

1.1 可視化操作

在實際的建筑項目施工中，技術人員只能夠利用傳統(tǒng)的CAD 技術來設計2D 的施工圖紙。這不僅會使技術人員不能夠清晰直觀地了解到建筑項目的整體，及時地規(guī)避某些施工風險，還會使施工人員在具體施工時不能對設計圖紙理解到位。若此時施工人員與技術人員的溝通有誤，則會導致工程質量有所下降。但BIM 技術就有效地解決了這一問題[1]。這是因為BIM技術能夠搭建建筑項目的模型，模擬出施工時的各個環(huán)節(jié)。技術人員通過此模型，就能夠對其進行仔細地觀察與分析，使其的操作能夠可視化。這不但能夠降低技術人員的工作量，還能夠提升工程的質量以及施工人員的工作效率。

1.2 信息的協(xié)調性

BIM 技術不但能夠模擬出實際的施工環(huán)節(jié)，還能夠將建筑項目中的各項數(shù)據(jù)及時地向每個部門的工作人員進行傳遞。這其中的具體表現(xiàn)有兩方面：首先是相關施工單位的施工人員和設計人員。在實際的建筑項目施工中，利用BIM 技術信息的協(xié)調性這一特點，能夠讓施工人員與設計人員都及時地知曉建筑項目過程中的各項數(shù)據(jù)、各個環(huán)節(jié)的進展情況，做到詳細的、有效的溝通。這就能夠規(guī)避施工中的各種突發(fā)情況，保障了建筑項目的質量；其次是實際施工中所使用到的每個部件之間的關聯(lián)。BIM 技術能夠讓其產(chǎn)生關聯(lián)并做到互動，例如，門窗幕墻是設計中的一個整體。若設計人員在設計門窗時，將模型中的墻刪除，那么門窗也會隨即被刪除。

2 BIM 技術在建筑結構設計中的應用問題與難點

2.1 應用問題

2.1.1 注重程度不夠

相較于我國傳統(tǒng)的施工技術來說，BIM 技術的優(yōu)點較多。此項技術能夠確實地幫助設計人員在設計時突破某些瓶頸，從而減少了設計人員的工作量，提高了設計人員和施工人員的工作效率，使建筑項目的質量有穩(wěn)定的提升。但目前我國的相關施工單位在進行具體的建筑項目施工時，并沒有對BIM 技術引起重視。設計人員在進行建筑結構設計時也并沒有運用到BIM技術來構建建筑模型。這就會使建筑項目的整體結構比較松散，建筑項目的穩(wěn)定性與安全性也無法得到相應的保障。而導致此種問題的主要原因便是BIM 技術的推廣力度不足。諸多偏遠城市的設計人員在進行建筑結構設計時，并沒有意識到BIM 技術能夠為其帶來的便利性，反而持續(xù)運用傳統(tǒng)的施工技術。

2.1.2 方案不夠完善

雖然目前我國建筑行業(yè)的BIM技術運用較為廣泛，但部分相關設計人員在運用此項技術時，并沒有按照規(guī)定的流程來進行設計。這就會導致建筑結構設計的相關方案不夠完善，不能發(fā)揮其應達到的效果。而施工人員在后續(xù)建筑項目的施工時，也會因為此種原因造成工程質量有所下降。導致此種問題的根本原因有兩方面：首先，設計人員在實際的建筑結構設計時，并未將此建筑項目的所有突發(fā)情況都完全考慮到，也并未制定較為完善的應急處理措施。一旦施工人員在實際的工程施工中遇到方案以外的突發(fā)情況，就不能及時的采取正確的解決方案。這就會使工程進度緩慢或停滯，嚴重時甚至會威脅到施工人員的生命安全；其次，當施工人員按照不完善的設計圖紙進行施工時，所有工作人員都會對此方案的可行度持懷疑態(tài)度。若相關施工單位對此不加以重視，在面對此種情況下依舊強迫施工人員進行施工，則會導致工程的安全隱患增多。

2.2 應用難點

2.2.1 參數(shù)的復雜性

若想在建筑結構設計中運用BIM 技術，則要讓其系統(tǒng)能夠正常運行[2]。設計人員應通過發(fā)達的數(shù)字互聯(lián)網(wǎng)技術，收集到建筑結構設計所需要的各項數(shù)據(jù)以及反饋情況。再依據(jù)建筑項目的實際要求和需求來設計動態(tài)的施工圖以及結構模型。所以，當設計人員在運用BIM 技術時，應著重考慮到兩點：一是BIM 技術的安全性；二是BIM 技術的整體真實性。但因為BIM 技術中的各項參數(shù)太過復雜，所以會導致設計人員在設計時不能將建筑項目的各方面都考慮到位，這就會使建筑結構受到一定程度的影響。

2.2.2 物理模式與分析模型缺少關聯(lián)

在技術人員進行實際的建筑結構設計時，務必要選擇完全柔性的結構構造。若技術人員在構建整體模型時，沒有按照相關的流程來進行設計，就會使整個模型無法達到所要求的標準。不僅如此，BIM 系統(tǒng)在工作時也會損失大量的建筑項目數(shù)據(jù)，使所設計出的建筑模型不具備完整性。設計人員也就無法在建筑結構設計中將此建筑模型作為參照模型來進行分析。

3 BIM 技術在建筑結構設計中的應用策略

3.1 加強重視程度

技術人員在建筑結構設計中運用BIM 技術時，務必要增強對其的重視程度。首先，相關部門應加強對BIM 技術的宣傳力度以及推廣范圍。在宣傳時，相關部門可以向專業(yè)人員普及BIM 技術的基礎知識與其能夠發(fā)揮的作用。在推廣范圍上，相關部門可以盡量在中小型城市進行推廣，可重點關注某些中小型城市的偏遠地區(qū)。這樣做既能使設計人員了解到BIM 技術的優(yōu)點，又能使此項技術的運用范圍更加廣泛。其次，在設計人員開展建筑結構設計工作時，務必要確保自身對BIM 技術掌握到位。若技術人員對此項技術掌握得還不夠完全，則需要在空余時間加強對此項技術的鉆研。只有自身將BIM 技術熟練運用，才能夠保證開展工作時，在細節(jié)的處理上更為細致。

3.2 完善相關方案

近年來，我國的相關部門在建筑結構設計方面上，制定了許多規(guī)范的操作流程，也出臺了關于此方面的各項要求[3]。但由于相關部門并未切實地完善所制定的操作流程和要求，所以這其中也出現(xiàn)了諸多問題。這些問題不僅會導致技術人員在開展實際工作時，不能將BIM 技術的優(yōu)點完全地發(fā)揮出來，也會限制施工人員后續(xù)施工作業(yè)的進展。若想盡快地解決所出現(xiàn)的問題，則技術人員務必要在建筑結構設計時將設計方案進行改進與完善。而這其中有兩點需要注意：一是技術人員在設計施工方案時，所考慮到的要更加全面。例如，有關部門所規(guī)定的要求與操作流程、建筑項目的各項數(shù)據(jù)、實際施工時的情況、施工所需要用到的原材料等等；二是當設計人員在初步制定出施工方案后，應對其中的細節(jié)做進一步的考慮。例如，施工時的天氣情況、外界因素、施工人員的專業(yè)素養(yǎng)等等。

3.3 增強人員素質

相關施工單位在招聘設計人員時，務必要對其進行充分的考核。只有能夠熟練運用BIM 技術的人員，才能使其參與到建筑結構設計的環(huán)節(jié)當中。而由于所招聘到的人員其專業(yè)素養(yǎng)較高，所以相關施工單位也能夠節(jié)省崗前培訓的時間。除此以外，相關施工單位還可以召集全體技術人員參加一場或多場以BIM 技術的運用作為基礎的比賽[4]。比賽結束后，相關施工單位應給予第一名適當?shù)莫剟?。這樣做不僅能夠使相關施工單位評定出各個技術人員的專業(yè)水平，方便在日后工作中向其分配相對應的工作崗位，還能夠使技術人員通過此次比賽，意識到自身在BIM 技術的運用中有何不足。只要技術人員對自身的要求提高，就會積極地利用工作的空余時間去參加培訓，以此來彌補自身在BIM 技術的運用中所存在的問題，極大程度地提升了每個技術人員的工作積極性。

4 BIM 技術在建筑結構設計中的具體應用

4.1 在勘探環(huán)節(jié)的應用

在施工人員開展具體的建筑項目時，最重要的是做好施工前期的準備工作，而施工前期的勘探環(huán)節(jié)是其中的重中之重[5]。可以說勘探環(huán)節(jié)能夠決定設計人員的后續(xù)設計工作能否順利進行。在技術人員開展勘探工作時，可以充分運用BIM 技術中的可視化功能。技術人員可以對建筑項目的具體施工現(xiàn)場的地形以及環(huán)境做仔細地勘探，并及時地將所勘探到的各項數(shù)據(jù)記錄清楚。這能夠使技術人員對建筑項目的整體有全面地了解與掌握，在后續(xù)的建筑結構設計時，也能使其所設計出的施工圖紙更加具有合理性、科學性。

4.2 在參數(shù)設計的應用

在技術人員進行建筑結構參數(shù)的設計時，同樣可以利用BIM 技術中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)功能。技術人員可以通過強大的互聯(lián)網(wǎng)技術，將所收集到的各項參數(shù)進行整理與上傳。若參數(shù)中的某一項需要更改，技術人員也能對其進行及時的數(shù)據(jù)更新[6]。BIM 技術除了能將建筑項目中的各項參數(shù)上傳以外，還能夠將此數(shù)據(jù)進行傳遞，以此來達到各個技術人員之間信息共享的目標。各個技術人員若能夠同時掌握到建筑項目中的各項參數(shù)情況，則能夠使其在開展設計工作時，做到良好的、有效的內部溝通。并且，各個技術人員也能夠通過自身的觀察，尋找到此建筑項目中，其他人所忽略掉的某些問題。這樣就可以使建筑項目的質量有所提升，以此來減少建筑項目中的安全隱患。

4.3 在設計與規(guī)劃中的應用

以目前實際的建筑項目施工來說，在技術人員進行建筑結構設計時，既要將建筑項目整體的結構考慮到位，又要結合建筑項目實際的需求與要求來設計其內部的布置[7]。若技術人員沒有將這兩點進行綜合考慮，則會出現(xiàn)建筑項目整體結構松散、建筑項目內部布置雜亂等問題。而目前我國傳統(tǒng)的設計技術并不能將這兩點做到完美的融合。技術人員若在設計時使用傳統(tǒng)的設計技術，則不能較好的觀察到建筑項目的空間結構。但BIM 技術就可以使建筑項目的模型從平面延展為立體。技術人員則可以通過此項技術，更加直觀清晰地觀察到建筑項目的空間結構。

4.4 在建筑節(jié)能設計中的應用

目前我國在建筑設計中，更為注重的是建筑物體在實際投入運用時能否做到節(jié)能[8]。例如，室內采光的設計、通風設計等等。因此，設計人員在進行設計時，也要將此要求嚴格地落實到位，最大程度的利用到建筑項目周圍的自然資源。而BIM 技術就能切實的達到此項要求。技術人員可以通過BIM 技術的模擬，清晰地觀察到自然資源以及建筑項目的整體，使這兩者能夠相互結合。除此以外，BIM 技術還能夠及時地收集到建筑項目周圍的環(huán)境數(shù)據(jù)，使設計人員設計出最優(yōu)質的方案。這樣不但可以提高建筑結構的質量，還能夠使人們與自然環(huán)境和諧的相處。

5 結語

BIM 技術在建筑結構設計中的優(yōu)點較為突出，其所具備的性質也使設計人員在設計時更加方便、快捷?？梢哉f，BIM 技術的運用能夠進一步的推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。但目前我國的BIM 技術仍然處在起步階段。因此，我國的技術人員不僅需要對其進行不斷地研究，還需要借鑒各個發(fā)達國家的相關經(jīng)驗，使此技術能夠去其糟粕取其精華，以此來實現(xiàn)BIM 技術飛速發(fā)展的目標。