BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析

臧龍

摘 要：隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，房地產(chǎn)行業(yè)的影響日益擴大，建筑行業(yè)的標準和要求也越來越高。建筑結(jié)構(gòu)設計作為建筑行業(yè)的基礎，不僅涵蓋了設計師對施工建筑的所有表達，更是整個建筑施工階段最基礎最重要的一個環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑結(jié)構(gòu)設計；應用

中圖分類號：TU17文獻標識碼：A

引言

進入新世紀以來，我國的社會主義市場經(jīng)濟持續(xù)繁榮，建筑行業(yè)進入快速發(fā)展階段。在工程建設中，結(jié)構(gòu)設計占據(jù)重要位置。只有提高結(jié)構(gòu)設計水平，才能保證建筑項目的整體質(zhì)量。BIM技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)的代表，將這一技術(shù)應用在建筑結(jié)構(gòu)設計中，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)的應用價值。

1BIM技術(shù)的主要應用特點

1.1信息化特征

BIM技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的代表，集成了現(xiàn)代信息技術(shù)的強大功能，可以對海量數(shù)據(jù)信息進行分類儲存和分析管理，建構(gòu)科學的信息模型。建筑信息模型為后期項目建設奠定了基礎，設計人員需要對建筑模型進行優(yōu)化，確保各項參數(shù)的準確性。BIM技術(shù)構(gòu)建了信息平臺，設計人員可以登錄信息平臺，對建筑結(jié)構(gòu)進行不斷優(yōu)化，實現(xiàn)建筑設計的一體化。信息建模型以數(shù)據(jù)庫作為基礎，記載了建筑結(jié)構(gòu)信息、施工材料信息、建筑構(gòu)件信息等。設計人員可以通過查詢功能快速檢索數(shù)據(jù)，加快建筑結(jié)構(gòu)設計的速度。

1.2協(xié)同性特征

BIM技術(shù)具有突出的實用價值，其為設計人員、業(yè)主和施工方提供了互動溝通的平臺，主體可以通過登錄平臺來傳達主體需求，實現(xiàn)單位之間的信息連接。設計人員在完成工作后，需要將模型信息發(fā)送給業(yè)主，在業(yè)主認可的前提下指導施工方工作。BIM技術(shù)可以對建筑結(jié)構(gòu)要素、建筑構(gòu)件要素等進行檢測，分析構(gòu)件之間的影響要素，并提出削弱外部影響的策略。通過BIM技術(shù)，建筑設計質(zhì)量將明顯提升，建筑工程項目可以滿足多方主體的需要。

1.3高效性特征

建筑設計過程中互產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如何對數(shù)據(jù)進行分類管理，成為設計者關(guān)注的重點問題，BIM技術(shù)解決了設計人員的困擾，可以將數(shù)據(jù)儲存到適當位置。當建筑結(jié)構(gòu)設計中的數(shù)據(jù)發(fā)生變更時，BIM系統(tǒng)將根據(jù)變化數(shù)據(jù)調(diào)整建筑工程模型，對相關(guān)信息進行快速修改。BIM技術(shù)還可以實現(xiàn)模擬施工的目標，對建筑場景進行還原。在BIM技術(shù)的作用下，建筑結(jié)構(gòu)設計將更加高效。

2BIM技術(shù)的積極作用

2.1規(guī)避施工隱患提高工程質(zhì)量

工程質(zhì)量直接影響著整個項目乃至整個行業(yè)。在建筑項目的實際操作過程中，施工人員專業(yè)技能水平參差不齊，容易滋生違規(guī)施工或者不按照既定圖紙實施工等問題，影響工程質(zhì)量和項目進度。BIM技術(shù)通過三維建模，可以對施工技術(shù)進行全方位的仿真模擬，有效驗證施工技術(shù)的可行性。

2.2優(yōu)化項目環(huán)節(jié)提高企業(yè)利潤

建筑項目具有難度大、周期長的特點，從前期籌劃到后期施工都存在著工程變更的可能，每次變更不僅加大了項目難度，而且對成本的把控增加了難度。從規(guī)劃投標到工程實施，從項目變更到竣工結(jié)算，BIM技術(shù)可以幫助企業(yè)在各個階段有效的進行成本管理，將企業(yè)的成本利潤進一步最大化。同時BIM技術(shù)可以對信息數(shù)據(jù)直接提取和存儲，通過對數(shù)據(jù)進行規(guī)劃和重組，建立信息模型，不僅方便項目參與的各方人員進行數(shù)據(jù)交流和共享，而且能一模多用，對企業(yè)的長期發(fā)展有積極的作用。

3BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用難點

3.1BIM技術(shù)實際應用成本高

由于BIM技術(shù)軟件由國外開發(fā)，國內(nèi)施工企業(yè)在項目前期需要自行購買軟件，再對從業(yè)人員進行技術(shù)培訓，然后才能正式投入到BIM技術(shù)的應用中。原本BIM技術(shù)在監(jiān)護項目中的應用周期就比較長，針對這項技術(shù)的專業(yè)咨詢費用也較高。前期過長的人員投入、資金投入等，對整個項目的收益有所影響。過高的成本壓力，使很多企業(yè)望而卻步。

3.2易受外部影響

在應用BIM技術(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)設計時，需要建構(gòu)基礎模型，并將建筑模型放到結(jié)構(gòu)分析軟件中，對建筑結(jié)構(gòu)進行分析和計算。建筑結(jié)構(gòu)分析軟件可以提供反饋意見，設計師根據(jù)反饋意見，可以對建筑結(jié)構(gòu)設計模型進行修正。反饋信息的過程就是設計方案更新的過程。因此從這個角度來看，以BIM技術(shù)為基礎的建筑結(jié)構(gòu)設計，是動態(tài)與靜態(tài)的統(tǒng)一。一方面，設計人員要關(guān)注建筑模型的真實性、科學性，確保建筑模型的實際應用價值。另一方面，設計人員要對建筑模型的外部環(huán)境變化進行分析，使建筑模型設計與施工實相符合。建筑結(jié)構(gòu)設計容易受到建筑材料、建筑構(gòu)件的影響。在荷載組合不當、力學特征分析不力的情況下，很容易出現(xiàn)設計失誤，阻礙后續(xù)工作的順利展開。

3.3自主研發(fā)技術(shù)有待提升

BIM最早起源于美國，目前應用于BIM技術(shù)的軟件也基本是由國外發(fā)達國家開發(fā)。同時，BIM技術(shù)的應用主要集中在世界發(fā)達國家的建筑項目中。雖然目前在中國也得到了較為廣泛的應用，但目前我國的技術(shù)研發(fā)能力依然處于相對落后的階段。由于國內(nèi)外的各種因素差異，BIM技術(shù)軟件對國內(nèi)的很多項目并不適用，這在很大程度上對建筑企業(yè)的二次研發(fā)技術(shù)能力提出了重要挑戰(zhàn)。BIM技術(shù)是比傳統(tǒng)的CAD操作難度更大，在實際的應用過程中，面臨著一定的技術(shù)風險。

4BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用路徑

4.1可視化設計

在傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設計中，大多數(shù)設計人員會采用CAD技術(shù)，形成完整的建筑設計圖紙，并將建筑設計圖紙發(fā)放給施工方，讓施工方按照設計圖紙內(nèi)容進行施工。建筑結(jié)構(gòu)設計并不是一項簡單的工作，設計人員需要對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行分析，展示建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的詳細信息。CAD技術(shù)無法對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行細節(jié)展示，在一定程度上會影響建筑結(jié)構(gòu)設計的實效性。為了避免出現(xiàn)上述問題，可以應用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建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置，設計人員可以對建筑構(gòu)件進行直觀分析，對不符合要求的建筑構(gòu)件進行優(yōu)化和改進。在生成三維立體模型之后，設計人員可以對建筑結(jié)構(gòu)進行布局調(diào)整和規(guī)劃安排，計算建筑物體量。BIM技術(shù)是可視化過程中的重要技術(shù)，而可視化技術(shù)可以對建筑結(jié)構(gòu)進行動態(tài)考察，直至得到最佳設計方案。

4.2提升自主研發(fā)能力

鼓勵企業(yè)間開展技術(shù)交流，開展國外技術(shù)人才的引進，對先進的技術(shù)開展借鑒和學習。同時在國內(nèi)開展人才的培養(yǎng)，從企業(yè)到學校，為人才的儲備打好基礎。為技術(shù)的開發(fā)和研究提供源源不斷的儲備力量。

4.3降低企業(yè)對BIM技術(shù)應用成本

對新技術(shù)進行一定程度的政府支持，同時組織聯(lián)合開發(fā)，群策群力，將BIM技術(shù)進行本土化，使之為我所用。將技術(shù)與我國的項目進行有效的結(jié)合，通過多次的磨合和經(jīng)驗總結(jié)，不斷探索和開發(fā)適合中國本土化的BIM技術(shù)。

4.4參數(shù)設計

建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設計的難度比較大，以鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件參數(shù)設計為例，在開展設計工作時，設計人員不僅要考察構(gòu)件的位置、構(gòu)件之間的連接方式，還要找到構(gòu)件的連接點，確保構(gòu)件的穩(wěn)定性。在對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行連接時，必須要對連接梁的高度進行測算，查看構(gòu)件的連接類型，并對每個構(gòu)件的參數(shù)進行精準設計。BIM技術(shù)提供了三維立體模型，因此在開展鋼結(jié)構(gòu)設計中，設計人員應該先對模型中的構(gòu)件進行調(diào)整，并合理控制螺旋數(shù)量等。在模型調(diào)整過程中，需要保證數(shù)據(jù)信息的快速接收，根據(jù)數(shù)據(jù)信息來繪制加速構(gòu)件。

結(jié)束語

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中應用有著積極有效的作用，不僅能簡化工作流程，提高工作效率。尤其在現(xiàn)代建筑項目的實施中扮演著不可或缺的重要角色。但越是重要的事情，就越是要引起我們的重視。通過進一步的探究可以發(fā)現(xiàn)，在建筑結(jié)構(gòu)設計中的BIM技術(shù)的應用還面臨著很多問題，從法律監(jiān)管的力度到行業(yè)標準的制定，從技術(shù)研發(fā)到人員的能力提升，這些問題都需要我們一步步來解決。

參考文獻

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（作者單位：東臺美年達建筑裝飾工程有限公司）