基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

李習贊

湖南大象規(guī)劃設(shè)計院有限公司，湖南長沙 410000

進入21世紀以來，我國建筑行業(yè)的發(fā)展較為迅速，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了巨大的促進作用。建筑行業(yè)的發(fā)展與科學技術(shù)的發(fā)展是分不開的，越來越多的先進技術(shù)運用于建筑行業(yè)中，促使建筑行業(yè)更加快速的發(fā)展。隨著BIM在建筑行業(yè)中的廣泛運用，結(jié)合建筑工程的實際情況，建立建筑信息化模型，這對建筑工程的促進作用是毋庸置疑的。而BIM在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用，更是促使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平和效率不斷提升，因此，對BIM運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的探討具有重要的意義。

1 BIM技術(shù)概述

BIM是指建筑信息化模型，可以將建筑工程中每個環(huán)節(jié)和階段的各種信息、資源以及數(shù)據(jù)進行綜合，使其集成在一個信息模型中，為建筑工程的開展提供一個完備的信息資源。BIM將建筑工程項目中各種數(shù)據(jù)信息集成，運用三維數(shù)字技術(shù)對建筑物中的真實情況進行模擬，為建筑工程的開展提供具有高度協(xié)調(diào)性和一致性的三維信息模型。

BIM并不是將建筑工程中各種數(shù)據(jù)信息進行簡單的集成，而是對這些數(shù)據(jù)信息的運用，也是一種可以運用于建筑設(shè)計、施工和管理等各個方面的方法，形成建筑信息模型，促使建筑工程項目中各個部分相互協(xié)調(diào)的進行工作，能夠有效地提升建筑工程的效率和質(zhì)量，降低建筑工程的成本和建筑工程實施過程中的風險。圖1為我國企業(yè)中BIM的利用情況，從圖中可以看出，我國BIM技術(shù)還具有較大的發(fā)展空間。

圖1 我國企業(yè)BIM使用情況

BIM在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用能夠有效地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量和水平，減少建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的失誤現(xiàn)象，為建筑工程的實施提供可靠的依據(jù)，確保建筑工程全過程的順利實施，BIM具有以下特點：

（1）具有較強的可視化。將BIM運用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，可視化是一個較為顯著的特點。BIM通過將建筑工程的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行集成應(yīng)用，構(gòu)建建筑信息模型，具有較強的

可視化，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)各個部分進行直觀的了解和分析，能夠有效地解決建筑規(guī)模較大和結(jié)構(gòu)較為復雜的問題，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率和質(zhì)量。

（2）關(guān)聯(lián)性較強。由于BIM在建筑工程中的應(yīng)用是將建筑工程全過程中各個環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行應(yīng)用集合，構(gòu)建建筑信息模型，形成一個文件。該文件中包含著建筑工程各個專業(yè)的內(nèi)容，關(guān)聯(lián)性顯著，各個專業(yè)具有較強的協(xié)同性。具體表現(xiàn)為，當建筑工程某一專業(yè)或者環(huán)節(jié)中的某些數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，可以直接在BIM軟件上對建筑信息模型上的相關(guān)數(shù)據(jù)進行修改。

（3）具有較強的協(xié)同性。BIM在建筑工程中的運用，能夠通過運用設(shè)計平臺，對建筑工程關(guān)聯(lián)方進行集合，能夠?qū)ㄖこ添椖康膶嵤┻M行討論和交流，從而發(fā)現(xiàn)建筑工程項目中的不合理部分，并提出相應(yīng)的改進措施，具有較強的協(xié)同性，能夠為建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的優(yōu)化提供具體的建議，可以有效地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

（4）數(shù)據(jù)信息化較強。BIM是依托于計算機信息技術(shù)的，因此將BIM運用到建筑工程中，能夠?qū)ㄖこ讨邢嚓P(guān)數(shù)據(jù)進行信息化處理，從而構(gòu)建建筑工程項目數(shù)據(jù)庫，能夠較為便捷的對建筑工程中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行查閱和利用。

2 將BIM技術(shù)運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)點

BIM作為一種建筑信息模型，能夠?qū)ㄖこ谈鱾€環(huán)節(jié)的信息進行集成應(yīng)用，將BIM技術(shù)運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，具有較為明顯的優(yōu)勢，本文從以下兩個方面對其進行具體分析。

（1）具有較強的信息化、自動化和互動性。將BIM運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個較為顯著的優(yōu)勢是，依托于計算機信息技術(shù)，結(jié)合建筑工程的實際情況，建立一個三維的數(shù)字化組合信息模型，在該模型中，由建筑構(gòu)件構(gòu)成模型的基本元素，將建筑信息模型和相關(guān)信息，以數(shù)字化的形式存儲到數(shù)據(jù)庫中，方便相關(guān)信息數(shù)據(jù)的更新、交流和互動。

（2）能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計進行自動的變更和調(diào)整。將BIM運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通過運用計算機輔助設(shè)計對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的信息模型進行處理，并可以將其用圖紙打印出來，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，然后對建筑信息模型進行調(diào)整，從而完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量和效率。

3 基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

3.1 工程實例

某建筑工程項目位于我國南方某市，為商業(yè)建筑，地上五層，地下一層，總建筑面積為34678m2，為了提升該建筑工程的質(zhì)量和建筑結(jié)構(gòu)的合理性，達到預期的建設(shè)目標，準備采取BIM技術(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，BIM在本工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用主要包括以下方面。

3.2 基于BIM在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)調(diào)中的運用

將BIM運用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，根據(jù)具體的建筑工程數(shù)據(jù)形成建筑信息模型，為了保證建筑工程的質(zhì)量，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)實際情況，對建筑信息模型進行相關(guān)的處理和調(diào)整。在這個過程中，應(yīng)該把模型中的相關(guān)信息傳送給相關(guān)人員，為了保證信息能夠被人們理解，可以運用中間數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)信息進行相關(guān)的處理，從而對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中各個方面進行協(xié)調(diào)，促使設(shè)計人員順利的進行溝通。

3.3 基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)和施工現(xiàn)場分析

將BIM運用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，能夠和GIS建立聯(lián)系，從而對建筑工程施工現(xiàn)場的實際情況進行呈現(xiàn)，根據(jù)所獲得的工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，建立建筑信息模型。還能夠結(jié)合建筑信息模型，根據(jù)實際情況對建筑工程施工現(xiàn)場的情況進行分析，根據(jù)分析結(jié)果對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行不斷地優(yōu)化和調(diào)整，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合施工現(xiàn)場的實際情況。

3.4 基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計

在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，運用BIM進行包括建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計信息數(shù)據(jù)庫的建筑信息模型的構(gòu)建，在這個過程中，需要對建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)計。在進行相關(guān)具體參數(shù)的設(shè)計時，能夠從數(shù)據(jù)庫中查找需要的信息，在對其進行分析的基礎(chǔ)上，進行建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計，從而確保建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)的準確性。

3.5 基于BIM的鋼結(jié)構(gòu)建模分析

在本工程中，存在大量的鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計是該建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個難點，將BIM技術(shù)運用于建筑結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，可以大大地降低鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度。這是由于在鋼結(jié)構(gòu)中具有較多的連接形式，運用BIM對鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫中提取需要的參數(shù)，能夠更加準確合理的對各種連接形式以及參數(shù)進行確定。通過建立三維立體模型，可以合理的確定鋼結(jié)構(gòu)的尺寸、位置等。

3.6 BIM在建筑結(jié)構(gòu)碰撞檢測中的應(yīng)用分析

該建筑工程的規(guī)模較大，其中的建筑結(jié)構(gòu)也更加復雜，建筑中包括眾多的管線，在進行管線的設(shè)計時，較為復雜，預設(shè)結(jié)構(gòu)的連接位置也具有很多鋼筋的交錯現(xiàn)象。通過運用BIM，建立三維信息模型，能夠?qū)@些管線以及鋼筋等進行預先模擬布置，對于較為復雜的部分可以進行放大以后進行處理，避免在實際過程中發(fā)生碰撞現(xiàn)象，能夠大大地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

4 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量對建筑工程順利施工和整體質(zhì)量都有較大的影響，為了確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和準確性，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，應(yīng)該注重運用BIM技術(shù)，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率和水平。