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

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)行業(yè)由二維到三維的跨越，被許多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是一場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)革命。BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是其參數(shù)化，它突破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法難以修改和同步的缺陷，以可視化的多維模型大大方便了建筑從業(yè)人員，其技術(shù)本身涵蓋了專業(yè)內(nèi)與建設(shè)活動(dòng)參與方多環(huán)節(jié)的協(xié)同及共享，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之中，BIM技術(shù)能夠有效的提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量與速度。本文通過對(duì)BIM技術(shù)的特點(diǎn)及建筑結(jié)構(gòu)中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，從而為BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的拓展應(yīng)用做出了鋪墊。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)；協(xié)同設(shè)計(jì)

1、引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)各方面對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的需求越來越大，在這種情況下確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性更為重要。為了使這項(xiàng)工作更高效，越來越多的新技術(shù)正在應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的過程之中，而BIM技術(shù)就是其中之一。建立BIM應(yīng)用的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，縮短安裝結(jié)構(gòu)所需的時(shí)間，并降低結(jié)構(gòu)投資的成本。 將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以改善建筑工人之間的協(xié)作，從而建設(shè)經(jīng)濟(jì)合理，安全和高效的建筑。

2、BIM技術(shù)概念與特點(diǎn)

2.1 BIM技術(shù)的概念

BIM是由美國Autodesk公司提出并不斷完善與豐富的建筑三維設(shè)計(jì)概念，中文就是建筑信息模型的意思， BIM技術(shù)可以分解為兩個(gè)方面：一是作為模型結(jié)果，與傳統(tǒng)的3D建筑模型是截然不同的，有著根本的區(qū)別，BIM模型包含了物理特性與功能特性兩方面，物理特性可以理解為幾何特性，而功能特性，是指建筑信息模型包括了建筑設(shè)計(jì)工程所有的信息數(shù)據(jù)；二是作為其中的一個(gè)部分， BIM是一種項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營管理的全新方法，BIM不是某一種軟件或者某一個(gè)物體，它是一個(gè)存儲(chǔ)信息的技術(shù)，不僅存儲(chǔ)了工程中所用到的信息資料，然后將這些信息數(shù)據(jù)運(yùn)用在設(shè)計(jì)建筑中。

2.2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.2.1可視化

BIM建筑信息模型的可視化是一種可以清晰直觀的看到不同構(gòu)建之間的關(guān)聯(lián)性及反饋性，所有的過程都可以清晰的看見，包括建設(shè)項(xiàng)目的圖紙和表格，從而大大的增加了項(xiàng)目的透明度，此外，施工方、業(yè)主及設(shè)計(jì)方之間的探討和決策都是可視化的環(huán)境。

2.2.2協(xié)調(diào)性

BIM建筑信息模型可以在建造初期階段協(xié)調(diào)每個(gè)專業(yè)之間的沖突并形成數(shù)據(jù)文件。 BIM的協(xié)調(diào)作用不僅在于解決各個(gè)專業(yè)之間的矛盾，而且還可以調(diào)整電梯布局等設(shè)計(jì)布局和清場(chǎng)要求，調(diào)整防火隔斷等設(shè)計(jì)布局，解決地下排水問題，與其他設(shè)計(jì)布局等協(xié)調(diào)。

2.2.3模擬性

在設(shè)計(jì)階段，BIM可以為建筑項(xiàng)目執(zhí)行建筑物性能模擬，例如晴天模擬，緊急疏散模擬等，并且可以在投標(biāo)和施工階段執(zhí)行4D模擬，同時(shí)還可以進(jìn)行5D模來實(shí)現(xiàn)成本的控制等。

2.2.4優(yōu)化性

優(yōu)化主要受三個(gè)因素的影響：信息，復(fù)雜性和時(shí)間。BIM模型分析包含建設(shè)項(xiàng)目中重要的信息，其中包含材料信息、分析信息、成本信息等，還包括實(shí)時(shí)建設(shè)項(xiàng)目的變更信息，更加地方便于各方對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化。

2.2.5可出圖性

一旦模型在設(shè)計(jì)過程中完成，可以直接生成平面圖和立面圖，而且BIM并不是只能出以往常見的設(shè)計(jì)交付圖紙。而是在可出交付性圖紙的前提下對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、模擬，圖紙的種類將更加豐富多樣。

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

建筑信息模型可廣泛使用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最主要是因?yàn)橐韵聨c(diǎn)：從平面設(shè)計(jì)到立體設(shè)計(jì)；從單純的繪圖到設(shè)計(jì)內(nèi)部構(gòu)件的提升；從圖形到數(shù)據(jù)的變化；從各個(gè)部門閉門造車到相互合作，共同分享；從零散的設(shè)計(jì)到建筑設(shè)計(jì)包括水電工程的同步進(jìn)行；從分期完成到一步到位的設(shè)計(jì)。建筑信息模型技術(shù)跟其他行業(yè)的設(shè)計(jì)在未來將想成互相提攜，共同促進(jìn)的關(guān)系?；ハ嗪献魇荁IM的核心優(yōu)勢(shì)，各專業(yè)可共享同一構(gòu)件數(shù)據(jù)信息并在不同的專業(yè)角度操作該構(gòu)件，可以說BIM 技術(shù)將為未來協(xié)同設(shè)計(jì)提供強(qiáng)大的平臺(tái)支撐，加快共同設(shè)計(jì)的步伐，建筑信息模型不僅僅是技術(shù)的革命，也是整個(gè)建筑行業(yè)新的合作模式的改變。

由上述可知，BIM技術(shù)由于自身顯著的特點(diǎn)可以充分支持建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決設(shè)計(jì)過程中所遇到的一些技術(shù)障礙，從而使建筑師非常有效地發(fā)揮BIM設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，在建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

3.1構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型

BIM技術(shù)可以清晰有效的構(gòu)建出建筑結(jié)構(gòu)的模型，通過BIM技術(shù)將建筑結(jié)構(gòu)采用三維立體的建筑構(gòu)造展示出來，突破了傳統(tǒng)CAD二維制圖的模型限制，通過完善直觀的BIM模型，可以將各部分結(jié)構(gòu)關(guān)系清晰地表現(xiàn)出來，空間的可視化便于建筑師對(duì)建筑功能關(guān)系的理解，并在設(shè)計(jì)調(diào)整前后對(duì)效果進(jìn)行判斷和比較，同時(shí)有利于建筑師簡(jiǎn)單直觀的對(duì)外展示和介紹設(shè)計(jì)方案。

3.2建筑場(chǎng)地分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系到建筑的安全性和穩(wěn)定性，所以做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，需要高度重視建筑周圍的場(chǎng)地情況及地理?xiàng)l件。

通過利用BIM建模軟件的地形工具，建立地形并調(diào)整，模擬出現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑場(chǎng)地的全面分析，從而選擇出最符合建設(shè)的地點(diǎn)，方便建筑結(jié)構(gòu)施工。

3.3建筑結(jié)構(gòu)的性能分析

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并不是簡(jiǎn)單的排列，而是將這些結(jié)構(gòu)有效的結(jié)合在一起，從而形成一個(gè)整體，這樣能夠有效的提高建筑的抗震能力和牢固性，從而提高建筑質(zhì)量。利用BIM技術(shù)可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入其中，通過對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析，提高建筑結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量。

3.4專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)

利用BIM的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同功能，各專業(yè)工程師在同一中心文件工作，可分別擁有各自的副本文件，有利于各專業(yè)間在設(shè)計(jì)過程中的協(xié)同合作，極大提高了工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。利用BIM的成熟技術(shù)，協(xié)同設(shè)計(jì)的內(nèi)容也會(huì)發(fā)生變化，從傳統(tǒng)的技術(shù)討論發(fā)展到建筑建設(shè)的全部流程，前期的設(shè)計(jì)，中期的施工過程，到后期的試營業(yè)，后期維護(hù)等等，協(xié)同設(shè)計(jì)都將參與其中，這樣必將帶來設(shè)計(jì)綜合效率的顯著提高。

結(jié)語：

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，大大提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量與效率，為廣大的設(shè)計(jì)工作者提供了設(shè)計(jì)平臺(tái)，也滿足了當(dāng)代設(shè)計(jì)的需求，BIM技術(shù)理念也被業(yè)界人士所認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。就目前來說，大部分設(shè)計(jì)單位在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引用了BIM技術(shù)，大幅度的提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平并不斷地優(yōu)化，降低了建設(shè)的成本，BIM技術(shù)將會(huì)在建筑行業(yè)中廣泛運(yùn)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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作者簡(jiǎn)介：

楊成博，吉林省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院，吉林長春。