探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

郝子龍

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，促進(jìn)BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用。當(dāng)前我國的BIM技術(shù)在逐漸發(fā)展與完善，這種技術(shù)的發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程中項(xiàng)目上不同部門之間的數(shù)據(jù)共享，能夠建立可視化的結(jié)構(gòu)模型，方便不同部門發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺點(diǎn)并及時(shí)加以修改，數(shù)字化的模擬分析有效地提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，保證了建筑工程的建設(shè)安全。本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮，建筑行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。在工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占據(jù)重要位置。只有提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，才能保證建筑項(xiàng)目的整體質(zhì)量。BIM技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)的代表，將這一技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以收獲事半功倍的效果。因此必須把握BIM技術(shù)的內(nèi)涵，發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

一、BIM技術(shù)特點(diǎn)

BIM技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

模擬性。BIM技術(shù)不僅僅只是對(duì)建筑設(shè)計(jì)模型進(jìn)行模擬，還可將一些人為無法做到的事情通過BIM技術(shù)進(jìn)行模擬。同時(shí)，通過該技術(shù)不僅可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬，還可以對(duì)建筑招標(biāo)和施工過程進(jìn)行模擬。

可出圖性。BIM技術(shù)不僅可以繪制建筑設(shè)計(jì)圖還可以提供建筑施工圖，通過可視化技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)圖和施工圖進(jìn)行全方位的模擬和展示，從而為建筑施工和設(shè)計(jì)人員提供更加準(zhǔn)確和科學(xué)的圖紙，制定出合理的設(shè)計(jì)施工方案。

協(xié)調(diào)性。這是建筑行業(yè)不可缺少的部分，建筑企業(yè)通過與各部門的協(xié)調(diào)配合，從而提高建筑工作的質(zhì)量和效率。通過BIM技術(shù)可快速地發(fā)現(xiàn)建筑工程存在的問題，協(xié)調(diào)各部門解決問題。

關(guān)聯(lián)性。BIM技術(shù)在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)模擬時(shí)，可將模擬過程中產(chǎn)生的各類建筑信息數(shù)據(jù)保存到相關(guān)的信息數(shù)據(jù)庫中，這些數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)，促進(jìn)信息之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，給建筑設(shè)計(jì)工作提高了信息保障。

二、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）方案設(shè)計(jì)

在方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)介入痕跡更加顯著，數(shù)據(jù)交換與工作流程都發(fā)生了顯著的改變。從模型的基礎(chǔ)性質(zhì)來看，它是一個(gè)相對(duì)完整的工程數(shù)據(jù)庫，可以在方案設(shè)計(jì)階段就開始進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，建立專業(yè)的信息模型，并且將信息提交至后續(xù)的審核過程中。數(shù)據(jù)交換還可以在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行協(xié)調(diào)和反饋，從而讓數(shù)據(jù)交換更加頻繁有效。

（二）可視化設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員會(huì)采用CAD技術(shù)，形成完整的建筑設(shè)計(jì)圖紙，并將建筑設(shè)計(jì)圖紙發(fā)放給施工方，讓施工方按照設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容進(jìn)行施工。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是一項(xiàng)簡單的工作，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分析，展示建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的詳細(xì)信息。CAD技術(shù)無法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行細(xì)節(jié)展示，在一定程度上會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)效性。為了避免出現(xiàn)上述問題，可以應(yīng)用BIM技術(shù)，形成建筑結(jié)構(gòu)的三維立體模型。立體模型明確了各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行直觀分析，對(duì)不符合要求的建筑構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。在生成三維立體模型之后，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局調(diào)整和規(guī)劃安排，計(jì)算建筑物體量。BIM技術(shù)是可視化過程中的重要技術(shù)，而可視化技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)考察，直至得到最佳設(shè)計(jì)方案。

（三）建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)涉及到很多的參數(shù)問題，且這些參數(shù)之間都存在著相應(yīng)的關(guān)系，一個(gè)參數(shù)出現(xiàn)問題，就會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的參數(shù)均發(fā)生改變，從而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是使用BIM技術(shù)進(jìn)行建模的過程中，由于該技術(shù)包含一個(gè)完整性的信息數(shù)據(jù)庫，在該數(shù)據(jù)庫中所有的信息都是關(guān)聯(lián)的，因此，設(shè)計(jì)師可以通過數(shù)據(jù)庫中的信息來進(jìn)行完整的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而保證模型建立的真實(shí)性、合理性，提升相應(yīng)信息數(shù)據(jù)的傳輸效率，保證數(shù)據(jù)的安全性，逼格為建筑的后期施工奠定基礎(chǔ)。

（四）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

我國當(dāng)前建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)張，新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型與新型材料的應(yīng)用都實(shí)現(xiàn)了突破，尤其是鋼結(jié)構(gòu)，跨度不斷加大，空間也不斷擴(kuò)張，應(yīng)用也越來越多，很多異型結(jié)構(gòu)都采用鋼結(jié)構(gòu)建模，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，構(gòu)件之間的連接與加強(qiáng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)都非常復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)中存在一定的困難。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決這些問題，因?yàn)锽IM技術(shù)能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)梁體的高度進(jìn)行精確計(jì)算，還能夠?qū)λ械倪B接件進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)選擇參數(shù)并分析不同參數(shù)的影響。并且通過數(shù)據(jù)共享的功能，BIM能夠?qū)υ阡摻Y(jié)構(gòu)建筑物中使用的高強(qiáng)螺栓的數(shù)量、焊縫的數(shù)量以及間距等等進(jìn)行計(jì)算，掌控設(shè)計(jì)的間距等。所以如果有新的構(gòu)件需要增加到模型當(dāng)中的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員只需要對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并且利用BIM繪制出大樣圖，方便施工人員在現(xiàn)場進(jìn)行施工，設(shè)計(jì)人員利用大樣圖也能夠合理確定加強(qiáng)件的設(shè)置位置，避免鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)薄弱點(diǎn)，影響結(jié)構(gòu)安全。

三、提高BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用效率的措施

（一）完善相關(guān)的法律法規(guī)，制定明確統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)BIM技術(shù)實(shí)行有效的保護(hù)和完善，從根本上為BIM技術(shù)提供保護(hù)措施。

（二）提升自主研發(fā)能力。鼓勵(lì)企業(yè)間開展技術(shù)交流，開展國外技術(shù)人才的引進(jìn)，對(duì)先進(jìn)的技術(shù)開展借鑒和學(xué)習(xí)。同時(shí)在國內(nèi)開展人才的培養(yǎng)，從企業(yè)到學(xué)校，為人才的儲(chǔ)備打好基礎(chǔ)。為技術(shù)的開發(fā)和研究提供源源不斷的儲(chǔ)備力量。

（三）降低企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用成本。對(duì)新技術(shù)進(jìn)行一定程度的政府支持，同時(shí)組織聯(lián)合開發(fā)，群策群力，將BIM技術(shù)進(jìn)行本土化，使之為我所用。將技術(shù)與我國的項(xiàng)目進(jìn)行有效的結(jié)合，通過多次的磨合和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不斷探索和開發(fā)適合中國本土化的BIM技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在中國的全面應(yīng)用，只靠一家企業(yè)、一個(gè)項(xiàng)目是很難達(dá)到的。只有聯(lián)合多方勢力，群策群力，共榮共生，將優(yōu)秀的技術(shù)通過借鑒學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為自主研發(fā)。去其糟粕，取其精華，充分的吸收融合技術(shù)優(yōu)勢，提升民族研發(fā)能力，才能打造真正適應(yīng)中國國情的BIM技術(shù)。

結(jié)論

總而言之，將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來，可以有效的提升各部門之間的合作效率，促進(jìn)信息的共享和更新，幫助設(shè)計(jì)者更好的了解工程建設(shè)的情況，完善結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。同時(shí)此技術(shù)的應(yīng)用還可以降低工作人員的勞動(dòng)量，提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，保障建筑工程的正常施工。

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