BIM的建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計研究

孫書明

摘 要：時代在不斷發(fā)展，建筑業(yè)也在不斷進(jìn)步，隨著最開始通過手繪將施工建筑表現(xiàn)在圖紙之上，之后利用二維畫圖工具CAD將建筑模型更加完美地呈現(xiàn)在了計算機(jī)上，如今，隨著技術(shù)不斷地更新?lián)Q代，BIM技術(shù)逐漸在建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計的應(yīng)用起來，BIM技術(shù)能夠構(gòu)建一個三維的信息模擬圖，讓不同施工人員共享一個數(shù)字設(shè)計信息，從而加快對建筑結(jié)構(gòu)施工圖的完善，提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量，提高施工階段的效率。本文則講述了BIM技術(shù)的概念，與以往設(shè)計方法相比較BIM技術(shù)的優(yōu)勢以及BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑結(jié)構(gòu)施工圖；設(shè)計研究

中圖分類號：TU201 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

現(xiàn)代化的發(fā)展使得人們對建筑設(shè)計技術(shù)方面的要求越來越嚴(yán)格，俗話說萬丈高樓平地起，而一個萬丈高樓首先需要一個它的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計十分重要，只有對一個建筑的設(shè)計保證質(zhì)量沒有差錯，這樣才能保證這個建筑的施工質(zhì)量，從而達(dá)到建筑使用的目的和建筑的安全性，利用BIM技術(shù)來設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，提高設(shè)計的效率，設(shè)計階段沒有問題了才能進(jìn)行施工，提高施工效率，由此可見BIM技術(shù)對建筑的施工也有十分重要的作用。

一、BIM技術(shù)簡介

BIM技術(shù)全稱為Building Information Modeling，在國內(nèi)也叫做建筑信息模型，該技術(shù)是一種能夠使用在設(shè)計工程和建造管理過程中的工具，可以利用三維數(shù)字來對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，施工和管理的一種方法，該技術(shù)具有8個特點，3個關(guān)于信息的，包括了模擬信息的完備性、關(guān)聯(lián)性和一致性，還包括可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性。BIM技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，包括建筑學(xué)、工程學(xué)、土木工程學(xué)等等，本文中主要講述BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計中的應(yīng)用。

BIM目前由3部分定義構(gòu)成：

（一）BIM是一個數(shù)字表達(dá)，可以表達(dá)出來一個建筑項目設(shè)施的物理和功能特性。

（二）BIM是一個共享的知識資源，是一個分享有關(guān)該建筑項目設(shè)施的信息，為該設(shè)施從建設(shè)到拆除的全部周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程。

（三）在項目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。

二、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用優(yōu)勢

以往建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員主要是利用有限元結(jié)構(gòu)分析軟件（如：Femap+NXNastran）來對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和在不同受力情況下建筑的變形進(jìn)行分析，之后把分析所得到的結(jié)果導(dǎo)入到二維的畫圖軟件（如：CAD畫圖軟件）之中進(jìn)行二維平面的繪制，這樣的設(shè)計方法在后期對施工圖進(jìn)行修改時十分麻煩，建筑設(shè)計工作人員在進(jìn)行修改時，需要重新分析計算。

BIM技術(shù)的設(shè)計方法則是利用BIM軟件來先構(gòu)建一個實體的建筑模型，之后把實體的建筑模型參數(shù)導(dǎo)入相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析軟件之中進(jìn)行分析，得到分析結(jié)果之后直接對物理建筑進(jìn)行動態(tài)更新和設(shè)計施工圖紙。BIM技術(shù)能夠把結(jié)構(gòu)的繪制和結(jié)構(gòu)設(shè)計無縫對接，相互統(tǒng)一，極大地方便了建筑設(shè)計工作人員。在理論上，BIM數(shù)據(jù)是完全數(shù)據(jù)化的，而一個數(shù)據(jù)化的模型在軟件中可以很容易地加以修改并且得到修改后的結(jié)果。

BIM技術(shù)改變了傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計模型的模式，直接構(gòu)造出來三維信息模型，大大地節(jié)約了工作時間，從立體三維方面來進(jìn)行設(shè)計，BIM技術(shù)可視化的特點更是可以讓我們通過對模型的觀察來了解和解析建筑物的不足和優(yōu)點，對不足之處加以改進(jìn)，使得建筑物更加完善。其信息完備性的特點使對建筑的信息描述十分完善，從設(shè)計圖到如何施工，再至施工后成品的狀況、物業(yè)等等，囊括了一個建筑從始至終全生命周期的所有信息，面面俱到。

BIM技術(shù)協(xié)同性強(qiáng)的特點則可以讓各個部門相互配合設(shè)計，讓建筑物的結(jié)構(gòu)更加完善，加快項目的進(jìn)度，提升工作質(zhì)量，在以前利用CAD工具來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計的時候，機(jī)電工程的管線問題始終是個麻煩的事情，但是BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性十分強(qiáng)，可以利用讓管線碰撞的方式來輕而易舉地解決這個問題，簡單有效。通過BIM技術(shù)可以把整個建筑物統(tǒng)一在一個建筑模型之上，與以往幾十頁的設(shè)計圖相較而言十分方便，一目了然，而且在設(shè)計工作過程中可以自動的生成報告文件，這樣可以提高設(shè)計效率，減少設(shè)計過程中所消耗的時間。

BIM技術(shù)也可以使對原設(shè)計的修改簡單化，以往的設(shè)計要進(jìn)行修改需要在修改后與其他部分進(jìn)行比較，觀察是否合適或者是否需要再修改其他的部分，而BIM技術(shù)則可以自動調(diào)節(jié)修改后的項目對其他部分進(jìn)行自動更新，這樣可以避免工作人員在手工修改時所遺漏的問題，使得修改后的建筑更加協(xié)調(diào)，減少設(shè)計上的誤差和不協(xié)調(diào)性，也可以減少修改時工作人員所消耗的時間，省時省事。

三、BIM技術(shù)在國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2003年起，BIM技術(shù)受到了我國研究人員的廣泛關(guān)注，且被關(guān)注的程度越來越高，已經(jīng)在建筑行業(yè)引起了一場革命，不管是軟件公司，設(shè)計單位，房地產(chǎn)開發(fā)商乃至高等院校都開展了對BIM技術(shù)的研究，軟件公司開發(fā)設(shè)計BIM技術(shù)的相關(guān)軟件、房地產(chǎn)開發(fā)商招收精通BIM技術(shù)的人才，高等院校開設(shè)BIM技術(shù)的課程，國家也把BIM建筑信息模型研究作為了一項重點研究課題，雖然現(xiàn)在BIM技術(shù)在我國還沒達(dá)到全面普及應(yīng)用的地步，但是已經(jīng)有不少的建筑項目是通過BIM技術(shù)來完成的，中國的第二高樓上海中心大廈就是全周期應(yīng)用了BIM技術(shù)，該建筑的整個項目由客戶主導(dǎo)，運(yùn)用了BIM技術(shù)對設(shè)計、施工、運(yùn)營等全方位進(jìn)行了完美的規(guī)劃。這是BIM技術(shù)在國內(nèi)第一次全程應(yīng)用，這次實踐的成功推動了BIM技術(shù)發(fā)展的速度，目前因為發(fā)展的限制，在國內(nèi)BIM技術(shù)有3種應(yīng)用模式，由不同的部門來主導(dǎo)將其分為業(yè)主主導(dǎo)、施工方主導(dǎo)和設(shè)計方主導(dǎo)。

由于BIM技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展時間尚短，仍然存在一些問題：

首先是法律方面的問題，建筑模型由設(shè)計方負(fù)責(zé)構(gòu)造，但是施工時候是由施工方進(jìn)行工作，而模型的構(gòu)建費用標(biāo)準(zhǔn)沒有確定，后期運(yùn)營管理也存在問題，所以，BIM模型在所有權(quán)方面存在一些爭議。

其次，技術(shù)方面的問題，一個建筑的完成涉及多個部門多個專業(yè)，這就造成了BIM建模的多元化，每個部門的數(shù)據(jù)、格式可能存在不同，所以存在一些跨部門的技術(shù)參數(shù)兼容性的問題。

最后是管理問題，一個BIM技術(shù)囊括了建筑全周期生命的所有方面，三維模型的參數(shù)極其龐大，那么在實施過程中該由哪個部門管理，該怎么管就是一個問題了。

結(jié)語

我國建筑市場極其龐大，人口基數(shù)也大，當(dāng)建筑業(yè)迅速發(fā)展時，人人都將擁有自己的房子，而現(xiàn)在的社會無論哪一行哪一業(yè)聯(lián)系性都十分強(qiáng)，建筑業(yè)的發(fā)展需要BIM技術(shù)的發(fā)展，雖然目前BIM技術(shù)在我國發(fā)展時間較短，仍然存在一些問題，但是隨著時間的轉(zhuǎn)移，我國的科研人員一定能夠解決這些問題，使得BIM技術(shù)能夠更加廣泛地應(yīng)用于我國的建筑行業(yè)之中，發(fā)揮出重大的作用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步。

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