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

張濤 張小娟

摘? ? 要：現(xiàn)代社會(huì)對(duì)建筑工程提出了新的要求，為了應(yīng)對(duì)當(dāng)今社會(huì)新的挑戰(zhàn)，建筑工程企業(yè)不斷尋找新的工程施工技術(shù)，滿足社會(huì)對(duì)建筑工程的要求。工程規(guī)模的壯大，施工工程的BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有較高的價(jià)值，為建筑工程企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。BIM技術(shù)作為信息化技術(shù)的一個(gè)分支，在工程的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作發(fā)揮了巨大的作用，本文首先介紹了BIM技術(shù)的特征，并重點(diǎn)分析了BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1? BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息化技術(shù)集成下產(chǎn)生的，具有鮮明的特征。對(duì)建筑工程的精細(xì)化設(shè)計(jì)有著現(xiàn)實(shí)的推動(dòng)意義，并在工程的成本控制中發(fā)揮了重要的作用。BIM技術(shù)在我國的各個(gè)領(lǐng)域有著重要的地位，并拓展在各行各業(yè)，并在不同的專業(yè)和不同領(lǐng)域得到了延伸和發(fā)展。BIM技術(shù)運(yùn)用在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性的促進(jìn)較大，實(shí)現(xiàn)了建筑工程的部門信息的共享，促進(jìn)了建筑方和設(shè)計(jì)方的交流和溝通，有助于數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的信息傳遞。在建筑工程的結(jié)構(gòu)的模擬和分析上，BIM提供的技術(shù)支撐有助于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可視化，在提供施工效率上發(fā)揮了積極意義。

2? BIM技術(shù)的特征

2.1? 信息集成化

BIM技術(shù)的鮮明特征就是信息集成化，對(duì)信息具有集中整合的特作用。建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要集成設(shè)計(jì)信息和設(shè)計(jì)過程，達(dá)到建筑信息資源的集中化。在建筑工程的項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息模型最為重要，設(shè)計(jì)信息模型為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了可參考的集成信息，為建筑工程的專業(yè)化設(shè)計(jì)提供了有效的平臺(tái)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中更為科學(xué)和專業(yè)。在BIM技術(shù)下，建立完善的計(jì)算機(jī)三維模型，運(yùn)用整個(gè)建筑信息模型的核心來融合建筑信息。此外，配套完善的建模系統(tǒng)，能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)、尺寸空間、施工材料等等信息囊括在數(shù)據(jù)庫中，這就節(jié)省了設(shè)計(jì)人員獲取信息的時(shí)間，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CAD技術(shù)的不足。

2.2? 協(xié)同設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)搭建了一個(gè)信息化的平臺(tái)，建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方三者在平臺(tái)內(nèi)得到了良好的溝通和交流，并在平臺(tái)上迅速反饋三方的意見。此外，結(jié)合多方的意見，參考實(shí)際的施工環(huán)境，遵循建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則上，提高了建筑構(gòu)件的自動(dòng)檢測(cè)和設(shè)計(jì)方向的效率，減輕了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。

2.3? 工作傳遞

BIM技術(shù)具有關(guān)聯(lián)性，這就為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了工作傳遞的可能。建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及面廣，對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目具有牽連效應(yīng)，關(guān)聯(lián)的工作數(shù)據(jù)功能能夠及時(shí)反饋被改變項(xiàng)目信息的內(nèi)容，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，當(dāng)設(shè)計(jì)師單獨(dú)修改某項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，BIM技術(shù)能夠聯(lián)動(dòng)修改關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并在平臺(tái)上自動(dòng)反映修改的信息，對(duì)于受到修改影響的構(gòu)件項(xiàng)目，系統(tǒng)自動(dòng)做出提示反映。此外，BIM技術(shù)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了模擬可視化的功能，建筑設(shè)計(jì)師為應(yīng)對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案，參考構(gòu)建的結(jié)構(gòu)模型，提高了設(shè)計(jì)效率，為驗(yàn)證設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路提供了依據(jù)。

3? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

結(jié)合實(shí)踐來看，BIM技術(shù)目前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面。

3.1? 建筑結(jié)構(gòu)和場(chǎng)地的分析

建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性關(guān)系到了建筑工程的施工質(zhì)量和建筑工程項(xiàng)目的成敗與否。這就要求重視建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建筑工程設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性非常關(guān)鍵。利用BIM技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，在考慮材料因素、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等因素以外，建筑結(jié)構(gòu)的可靠程度還受到了建筑工程施工場(chǎng)地的影響，施工工程的外界環(huán)境、地質(zhì)水文條件的影響。因此，為了提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和牢固性，就必須充分將外界客觀因素考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中來。運(yùn)用BIM技術(shù)的分析功能，對(duì)施工項(xiàng)目的場(chǎng)地進(jìn)行分析，從客觀環(huán)境的角度為建筑工程提供設(shè)計(jì)方向，規(guī)避外部環(huán)境對(duì)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性威脅的風(fēng)險(xiǎn)，合理地規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為后期的建筑工程的施工提供了設(shè)計(jì)保障，為建筑結(jié)構(gòu)的全面設(shè)計(jì)創(chuàng)造了有利的條件。

3.2? 可視化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

三維模型技術(shù)是BIM技術(shù)得以發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)，BIM技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)上延伸和發(fā)展，成為了一種運(yùn)用價(jià)值高的新型技術(shù)，在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有廣泛的運(yùn)用價(jià)值。BIM技術(shù)運(yùn)用在建筑工程的設(shè)計(jì)經(jīng)歷了幾個(gè)階段，首先是利用三維實(shí)體模型，將建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸、相符度等參數(shù)反映在構(gòu)建的模型上。能夠直觀地看到結(jié)構(gòu)模型的空間效果，并為配套建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)提供了可視化的設(shè)計(jì)方案。此外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，可視化的模型能夠直觀反映了設(shè)計(jì)漏洞和設(shè)計(jì)問題，縮短了解決漏洞問題的時(shí)間，為完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案有著促進(jìn)意義，進(jìn)一步加深了設(shè)計(jì)深度和設(shè)計(jì)質(zhì)量，有利于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的管控。

3.3? 方案階段的流程優(yōu)化

建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的要求不高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程施工設(shè)計(jì)的輔助工作，主要是對(duì)施工設(shè)計(jì)的補(bǔ)充，大部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容集中在剪力墻位置和大致柱網(wǎng)的確定上。由此看來，建筑工程結(jié)構(gòu)化的方案設(shè)計(jì)階段對(duì)BIM模型的精確度并未有明確的要求，但在大型的建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則需要BIM模型發(fā)揮協(xié)同設(shè)計(jì)的功能。在規(guī)模較大的、跨度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中，需要在系統(tǒng)內(nèi)加入插件，將軟件內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型導(dǎo)入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，為建筑方提供可視的結(jié)構(gòu)模型，制定可行的設(shè)計(jì)方案。接著，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)建立核心的結(jié)構(gòu)模型，并能展示模型的平面視圖和立體視圖，將視圖之間和模型之間的關(guān)聯(lián)直觀地反映出來。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息和實(shí)體模型的關(guān)聯(lián)是通過明細(xì)數(shù)據(jù)信息表來反映，當(dāng)表中的荷載項(xiàng)目發(fā)生微調(diào)，調(diào)整數(shù)據(jù)會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)傳遞到整個(gè)模型，并直接在模型上做出了調(diào)整。這種修改命令的方式簡(jiǎn)化了工作流程，實(shí)現(xiàn)了流程設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

3.4? BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

大跨度的建筑工程的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更注重結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)，這就要求強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)各個(gè)參數(shù)的慣性，加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的布局。連接結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容，對(duì)梁柱連接、部件連接等內(nèi)容做出了專業(yè)化的設(shè)計(jì)。在連接設(shè)計(jì)中，對(duì)梁高度和參數(shù)化設(shè)計(jì)的配件做出了具體的數(shù)據(jù)分析，并共享了可控制螺栓的數(shù)量和間距等新配件的形式信息，這就加強(qiáng)了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，有助于設(shè)計(jì)師對(duì)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的重視，在鋼結(jié)構(gòu)的施工中能夠引用詳細(xì)信息，提高了大型建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

4? 結(jié)束語

總而言之，BIM技術(shù)在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，這就需要對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，發(fā)揮BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。為此，上文在充分結(jié)合筆者對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)研究以及自己多年工作經(jīng)驗(yàn)情況下就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)地應(yīng)用展開探討，以供行業(yè)中其他人員工作開展提供一定參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃卓夫.新時(shí)期建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 低碳世界， 2016（32）：172～173.

[2] 劉利恒，范子凱.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向：上， 2016（2）：152～153.

[3] 李君永.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐分析與研究[J]. 中國住宅設(shè)施， 2017（1）：19～20.