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

師志鵬

（天津市新型建材建筑設(shè)計研究院 天津 300381）

引言

伴隨著建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，建筑數(shù)量也在不斷的增加，這也間接提高了建筑的安全性問題。近些年我國經(jīng)濟實力不斷提升，人們的生活治水平也在不斷的改善，這和建筑領(lǐng)域的快速發(fā)展有著密切關(guān)聯(lián)性，建筑如今不僅是社會發(fā)展中無法或缺的因素，同時也是國民經(jīng)濟的重要支柱，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性不言而喻。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，因為傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計無法滿足社會的發(fā)展需求，這也就為BIM技術(shù)的應(yīng)用提供了條件與環(huán)境。對此，探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用具備顯著現(xiàn)實意義。

1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)屬于數(shù)字化技術(shù)的一種，該技術(shù)的引進對于我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域有著顯著性影響，伴隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用，工程建設(shè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維設(shè)計逐漸走向三維設(shè)計，同時應(yīng)用BIM技術(shù)可以更好的完善工程建設(shè)的信息數(shù)據(jù)庫，對于建筑專業(yè)化的信息建設(shè)有著明顯的補充效果。BIM參數(shù)模型當中的相關(guān)信息可以在項目的全生命周期中實現(xiàn)共享與傳遞，在項目的不同階段當中以不同的利益目的應(yīng)用BIM技術(shù)，實現(xiàn)對信息的插入、提取以及修改，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的改進[1]。

BIM技術(shù)的特征主要在于三個方面：①信息集成。BIM信息集成主要在于兩個方面，分別為設(shè)計過程的集成以及設(shè)計信息的集成。根據(jù)BIM應(yīng)用技術(shù)的實際需求，整體建筑工程當中位移的信息模型便是建筑信息模型，所有相關(guān)的專業(yè)設(shè)計信息都需要在這一個模型當中完成，所以BIM技術(shù)有著較為突出的信息集成特征，在平臺基礎(chǔ)上，只要專業(yè)的設(shè)計人員可以在平臺上進行操作，便可以完成多個專業(yè)的交互性設(shè)計，促使集成化設(shè)計結(jié)果得以實現(xiàn)。建筑信息模型最為核心的內(nèi)容便是數(shù)據(jù)庫，但是數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是以三維模型的信息化方式建設(shè)而成，這一個數(shù)據(jù)庫涉及到的內(nèi)容比較多，例如空間信息、構(gòu)件尺寸、材料信息以及連接方式等，借助這一些數(shù)據(jù)庫可以獲取所需要的所有信息，相對于傳統(tǒng)CAD技術(shù)而言所能夠體現(xiàn)的設(shè)計效果更加明顯，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用價值更加突出[2]；②協(xié)同性設(shè)計?？梢越柚鶥IM技術(shù)實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同性設(shè)計，建設(shè)一個建筑設(shè)計平臺的過程中，可以為業(yè)主、設(shè)計部門、施工部門等提供數(shù)據(jù)的共享，從而實現(xiàn)更加理想的構(gòu)想，相關(guān)的各個方面均可以按照各方的實際需求，對所需要的信息做出快速的反應(yīng)。與此同時在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面應(yīng)用BIM技術(shù)可以自動進行結(jié)構(gòu)構(gòu)建、設(shè)備管線等之間的影響進行實時性的檢測，從而促使設(shè)計結(jié)果不會出現(xiàn)無法實現(xiàn)、設(shè)計內(nèi)容沖突的問題，減少設(shè)計人員在整個建筑建設(shè)中的工作量[3]；③傳遞性設(shè)計。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面合理應(yīng)用BIM技術(shù)可以促使不同工作的數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效的關(guān)聯(lián)，設(shè)計與修改等過程中，將一個內(nèi)容進行修改之后，BIM技術(shù)便會自動對后續(xù)的信息進行修改，并自動進行傳遞制作成為相應(yīng)的圖紙。同時，BIM技術(shù)還能夠在施工模擬展示方面實現(xiàn)改進，減少工程師在施工中多項因素的影響，簡化工作量并節(jié)約設(shè)計時間，實現(xiàn)對設(shè)計效率的顯著推動。

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

2.1 數(shù)據(jù)信息化的應(yīng)用

BIM技術(shù)作為當代科學(xué)技術(shù)中的發(fā)展代表，其能夠?qū)Χ喾N信息實現(xiàn)統(tǒng)一性的處理，這一點相對于傳統(tǒng)的CAD軟件等有著絕對性的優(yōu)勢[4]。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以應(yīng)用BIM技術(shù)實現(xiàn)對工程信息的實時性處理與分析，并建設(shè)相應(yīng)的建筑工程數(shù)據(jù)庫，以便于在建筑工程數(shù)據(jù)庫當中及時查詢和工程相關(guān)的信息，同時還有多種信息之間的融合性也會更加明顯，彼此之間的關(guān)聯(lián)性更加突出，這一種數(shù)據(jù)庫的建設(shè)為設(shè)計人員的設(shè)計時間、工作量有明顯的減少，設(shè)計人員如果想要查詢和建筑相關(guān)的信息，便可以在數(shù)據(jù)中查找，查找效率更高，準確性更高，設(shè)計效率可以達到顯著提升。

2.2 設(shè)計內(nèi)容更加合理

對于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，圖紙的修改難度非常高，同時修改后發(fā)生問題的可能性也比較高，這也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作量比較大的主要原因[5]。建筑結(jié)構(gòu)本身具備許多的特征，例如安全性與穩(wěn)定性，如果對于這些方面的分析不足，在建筑施工過程中便會形成嚴重的安全性隱患，所以需要保障建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性，如果想要達到這一設(shè)計目標，就必須對場地、建筑結(jié)構(gòu)等多個方面進行深入性的分析，因為場地的實際狀況也會影響建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，所以在分析場地時地理信息系統(tǒng)具備較為理想的作用，將BIM系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)相連接之后，便可以實現(xiàn)對施工場地的場地環(huán)境、條件等因素的模擬，并建設(shè)相應(yīng)的模型，按照模型對不同的內(nèi)容進行篩選，從而明確最佳的施工地點，實現(xiàn)對圖紙修改的可能性控制目的。另外，借助BIM技術(shù)也可以實現(xiàn)對建筑模型的數(shù)據(jù)獲取，這一種方式可以有效提升修正圖紙的效率，設(shè)計人員如果想要修改圖紙，只需要對圖紙中部分信息進行修改，BIM技術(shù)會根據(jù)修正的內(nèi)容對后續(xù)的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的調(diào)整，這也為錯誤發(fā)生率控制提供了明顯幫助。

2.3 統(tǒng)一性設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中合理應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以對建筑工程的視覺效果達到理想的作用，同時對于建筑工程當中的外貌、光源、材質(zhì)屬性等實現(xiàn)相應(yīng)的掌握，應(yīng)用BIM技術(shù)可以在設(shè)計當中融合工程的所有數(shù)據(jù)信息，設(shè)計人員便可以在對建筑工程的節(jié)能效果、建筑工程的光源以及舒適性等方面進行改進，從而提供最佳的設(shè)計方案[6]。BIM技術(shù)不僅可以對圖紙進行設(shè)計，同時對于建筑的結(jié)構(gòu)模型處理效果也會更加理想，對設(shè)計當中的數(shù)據(jù)信息進行演算的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對效果圖的最佳化渲染，從而更好的實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的統(tǒng)一性。

2.4 模型建設(shè)的應(yīng)用

以鋼結(jié)構(gòu)為例，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用非常廣泛，為了更好的保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須合理。設(shè)計人員可以對鋼結(jié)構(gòu)實行建模處理，建模的過程中因為存在連接、加強件兩個方面的問題，鋼結(jié)構(gòu)的連接形式存在梁梁鉸接、連接梁柱等方式，在實際設(shè)計中需要綜合性考慮梁體的高度，并促使連接部分更加符合施工的實際需求，將BIM技術(shù)應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)的建模當中，工程人員可以更好的獲取材料的參數(shù)信息，同時對螺栓的數(shù)量、螺栓之間的距離實現(xiàn)更加理想的控制。設(shè)計人員只需要將參數(shù)的信息進行適當?shù)男薷谋憧梢詫崿F(xiàn)對連接件的準確設(shè)計，對于加強件而言，設(shè)計人員只需要對建筑的結(jié)構(gòu)制定實行統(tǒng)一性的掌握，然后在施工中針對性的定位加強件即可，設(shè)計效率可以得到顯著提升。

3 結(jié)語

綜上所述，將BIM技術(shù)合理應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，能夠促使整個設(shè)計工作的質(zhì)量以及效率得到顯著提升，同時也可以有效的控制與降低建筑企業(yè)在材料加工方面的設(shè)計與生產(chǎn)成本，促使建筑建設(shè)水平得到顯著提升。BIM技術(shù)的各項功能都可以滿足當代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際需求，但是也為應(yīng)用BIM技術(shù)的工作人員提出了更為苛刻的要求，要求其具備更為專業(yè)的基礎(chǔ)知識以及整體素質(zhì)，從而推動建筑企業(yè)長遠發(fā)展。

[1]陳明，史健勇.建筑信息模型技術(shù)在地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].工業(yè)建筑，2016，46（12）：196～200.

[2]張海燕.建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計中的建筑信息模型運用探討[J].建筑技術(shù)，2017，48（8）：876～878.

[3]李天，丁慶瑞，樊嘉.BIM技術(shù)在工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑改造設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].建筑科學(xué)，2017，14（11）：87～91.

[4]陳竟翔，曾明根，孫麗明.BIM技術(shù)在大型復(fù)雜橋梁施工方案優(yōu)化中的應(yīng)用探索——以范蠡大橋項目為例[J].結(jié)構(gòu)工程師，2017，33（2）：182～189.

[5]劉超，趙天怡，張吉禮，等.基于建筑信息模型的建筑熱工系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用分析[J].暖通空調(diào)，2016，46（3）：27～32.

[6]牛亮亮，蘇明.基于BIM的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及風險管理研究[J].自動化與儀器儀表，2017，23（8）：165～167.