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

孫方

摘 要：為進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)效，確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性以及實(shí)用性，本文以BIM技術(shù)為切入點(diǎn)，結(jié)合過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，全面探討B(tài)IM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用方法，以期彌補(bǔ)現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的短板。

關(guān)鍵詞：建筑項(xiàng)目;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);BIM技術(shù);應(yīng)用策略

1? 前言

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，以更為直觀、更為科學(xué)的方式，將相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)呈現(xiàn)出來(lái)，為設(shè)計(jì)人員提供完備的設(shè)計(jì)平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行圖紙修改、工程建模等一系列操作。在確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)，縮短的設(shè)計(jì)周期，切實(shí)滿足現(xiàn)階段建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工活動(dòng)的相關(guān)要求。

2? BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中所起到的作用

對(duì)BIM技術(shù)實(shí)踐價(jià)值的梳理，有助于促進(jìn)設(shè)計(jì)人員思維觀念的快速轉(zhuǎn)變，真正認(rèn)識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用BIM技術(shù)的必要性，進(jìn)而為后續(xù)BIM技術(shù)的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.1? 設(shè)計(jì)圖紙可修改

由于需要考慮多種因素，因此在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要設(shè)計(jì)人員多次進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙的修改以及完善。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式下，每一次修改都要求設(shè)計(jì)人員對(duì)修改部分甚至整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行論證，以此來(lái)確保設(shè)計(jì)圖紙修改的可行性，這種設(shè)計(jì)圖紙修改方式，無(wú)疑增加了設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度以及設(shè)計(jì)周期，對(duì)于施工項(xiàng)目進(jìn)度產(chǎn)生了一定的影響。BIM技術(shù)的應(yīng)用，從根本上解決了這一問(wèn)題，依托于BIM技術(shù)強(qiáng)大的計(jì)算能力，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙修改的同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算以及改動(dòng)，在保證設(shè)計(jì)圖紙最優(yōu)化的基礎(chǔ)上，壓縮修改周期，為后續(xù)施工周期管控工作的開(kāi)展提供了便利。

2.2? 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息化

建筑項(xiàng)目在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，為保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及實(shí)用性，防范各類風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，在設(shè)計(jì)活動(dòng)開(kāi)展之前以及進(jìn)行過(guò)程中，要求設(shè)計(jì)人員處理大量的數(shù)據(jù)信息，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式下，需要耗費(fèi)大量的資源，進(jìn)行設(shè)計(jì)信息的記錄、匯總以及分析，這種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理方式不僅效率較低，數(shù)據(jù)誤差相對(duì)較高，無(wú)法真正滿足實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求[1]。而B(niǎo)IM技術(shù)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，在很大程度解決了這一問(wèn)題，BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，尤其在內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)用戶端，快速進(jìn)行設(shè)計(jì)信息的錄入、歸類以及查詢，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的信息化，便于各類信息的獲取，從而增強(qiáng)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的針對(duì)性以及有效性。

2.3? 工程設(shè)計(jì)一體化

依托于BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒃谠O(shè)計(jì)方案中，對(duì)建筑項(xiàng)目中涉及到的光源、熱能傳導(dǎo)以及相關(guān)材質(zhì)進(jìn)行說(shuō)明，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，形成一體化機(jī)制。以BIM技術(shù)為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員的工作范疇得到延伸，既能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果來(lái)完成對(duì)建筑項(xiàng)目?jī)?nèi)光源、節(jié)能設(shè)備的評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，形成最佳設(shè)計(jì)方案，為住戶營(yíng)造出舒適、安全的居住環(huán)境。

2.4? 工程模型三維化

作為一種三維技術(shù)，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案的整體呈現(xiàn)，這有助于設(shè)計(jì)人員更好地梳理各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，在這一過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，能夠快速進(jìn)行反應(yīng)以及處理，從而保證建筑結(jié)構(gòu)上合計(jì)方案的科學(xué)性。以某居民建筑為例，在完成各個(gè)部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，設(shè)計(jì)人員通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行了工程模型的三維化，BIM 模型就是從三維立體的 層次模擬現(xiàn)實(shí)中的建筑， 在使用BIM進(jìn)行工程模型構(gòu)建的過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)以梁板柱等為基本元素開(kāi)展模型構(gòu)建工作，其基本步驟為新建項(xiàng)目—?jiǎng)?chuàng)建軸網(wǎng)—?jiǎng)?chuàng)建樓層標(biāo)高—添加結(jié)構(gòu)柱—添加混凝土梁—添加混凝土樓板—添加基礎(chǔ)。

通過(guò)對(duì)建筑項(xiàng)目整體模型的梳理以及分析，設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)其在墻體以及暖管通道設(shè)計(jì)方面存在問(wèn)題，并根據(jù)模型快速對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了調(diào)整，從而保證設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性。

3? BIM技術(shù)應(yīng)用策略

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用，涉及多個(gè)領(lǐng)域，為確保BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)的全面發(fā)揮，設(shè)計(jì)人員有必要結(jié)合自身工作實(shí)際，從多個(gè)維度出發(fā)，將設(shè)計(jì)工作與BIM技術(shù)進(jìn)行銜接，確保BIM技術(shù)的科學(xué)高效應(yīng)用。

3.1? 建筑結(jié)構(gòu)與場(chǎng)地分析

為了確保BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的科學(xué)高效使用，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作開(kāi)展之前，需要做好建筑結(jié)構(gòu)分析以及施工場(chǎng)地的評(píng)估工作，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)溝通交流，掌握建筑方對(duì)于施工項(xiàng)目的整體要求，在此基礎(chǔ)上，明確設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)。例如建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，極易受到地質(zhì)、水文等環(huán)境因素的影響，為確保設(shè)計(jì)方案的環(huán)境適應(yīng)能力，在進(jìn)行場(chǎng)地分析的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以使用BIM技術(shù)來(lái)處理上述要素，由于BIM技術(shù)與地理信息系統(tǒng)結(jié)合較為密切，因此在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)后，BIM系統(tǒng)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行模擬，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)模擬結(jié)果，明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，完成設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。

3.2? 建筑結(jié)構(gòu)性能分析

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要著重保持建筑結(jié)構(gòu)的抗震性以及牢固性，以此來(lái)提升建筑結(jié)構(gòu)的環(huán)境耐受度，減少安全事故的發(fā)生。基于這種需求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以借助于BIM技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析，尤其在相關(guān)分析軟件的支持下，建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)部分的性能得以呈現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員則可以依據(jù)呈現(xiàn)新效果，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性、牢固性進(jìn)行針對(duì)性提升，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面形成一種動(dòng)態(tài)化的設(shè)計(jì)機(jī)制，進(jìn)而為后續(xù)相關(guān)建筑施工以及管理工作的開(kāi)展提供方向性引導(dǎo)。

3.3? 建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同

建筑項(xiàng)目涉及多個(gè)領(lǐng)域，從過(guò)往施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，設(shè)計(jì)、施工活動(dòng)的進(jìn)行需要各個(gè)不同的共同參與。BIM技術(shù)所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為設(shè)計(jì)人員提供了良好的交互平臺(tái)，通過(guò)BIM技術(shù)，不同的設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)中間數(shù)據(jù)文件，完成異地設(shè)計(jì)信息的交互、共享，這就大大增強(qiáng)了設(shè)計(jì)工作的有效性。同時(shí)對(duì)于土建、水暖、裝飾等設(shè)計(jì)工作，也實(shí)現(xiàn)了科學(xué)銜接，使得各個(gè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)人員得以協(xié)同配合，確保設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性。

4? 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。為確保BIM技術(shù)應(yīng)用效果，本文著眼于實(shí)際，從多個(gè)維度出發(fā)，系統(tǒng)化探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，BIM技術(shù)應(yīng)用的具體方法，逐步形成完備的應(yīng)用機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 卓博華.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2017（14）：98～99.