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

趙亞男

摘? ? 要：在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮背景下，建筑行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。在工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占據(jù)重要位置。只有提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，才能保證建筑項(xiàng)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(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);特點(diǎn);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用

1? BIM技術(shù)的主要應(yīng)用特點(diǎn)

1.1? 信息化特點(diǎn)

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(qiáng)大功能，可以對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類(lèi)儲(chǔ)存和分析管理，建構(gòu)科學(xué)的信息模型。建筑信息模型為后期項(xiàng)目建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑模型進(jìn)行優(yōu)化，確保各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性。BIM技術(shù)構(gòu)建了信息平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以登錄信息平臺(tái)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的一體化。信息建模型以數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)，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(shè)計(jì)人員可以通過(guò)查詢(xún)功能快速檢索數(shù)據(jù)，加快建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的速度。

1.2? 協(xié)同性特點(diǎn)

BIM技術(shù)具有突出的實(shí)用價(jià)值，其為設(shè)計(jì)人員、業(yè)主和施工方提供了互動(dòng)溝通的平臺(tái)，主體可以通過(guò)登錄平臺(tái)來(lái)傳達(dá)主體需求，實(shí)現(xiàn)單位之間的信息連接。設(shè)計(jì)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(rèn)可的前提下指導(dǎo)施工方工作。BIM技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)要素、建筑構(gòu)件要素等進(jìn)行檢測(cè)，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(guò)BIM技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量將明顯提升，建筑工程項(xiàng)目可以滿(mǎn)足多方主體的需要。

1.3? 高效性特點(diǎn)

建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中互產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)管理，成為設(shè)計(jì)者關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，BIM技術(shù)解決了設(shè)計(jì)人員的困擾，可以將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到適當(dāng)位置。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)發(fā)生變更時(shí)，BIM系統(tǒng)將根據(jù)變化數(shù)據(jù)調(diào)整建筑工程模型，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行快速修改。BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)模擬施工的目標(biāo)，對(duì)建筑場(chǎng)景進(jìn)行還原。在BIM技術(shù)的作用下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將更加高效。

2? BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用難點(diǎn)

2.1? 易受外部影響

在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要建構(gòu)基礎(chǔ)模型，并將建筑模型放到結(jié)構(gòu)分析軟件中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)分析軟件可以提供反饋意見(jiàn)，設(shè)計(jì)師根據(jù)反饋意見(jiàn)，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行修正。反饋信息的過(guò)程就是設(shè)計(jì)方案更新的過(guò)程。因此從這個(gè)角度來(lái)看，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的統(tǒng)一。一方面，設(shè)計(jì)人員要關(guān)注建筑模型的真實(shí)性、科學(xué)性，確保建筑模型的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。另一方面，設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑模型的外部環(huán)境變化進(jìn)行分析，使建筑模型設(shè)計(jì)與施工實(shí)相符合。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易受到建筑材料、建筑構(gòu)件的影響。在荷載組合不當(dāng)、力學(xué)特點(diǎn)分析不力的情況下，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤，阻礙后續(xù)工作的順利展開(kāi)。

2.2? 數(shù)據(jù)容易丟失

BIM技術(shù)在建構(gòu)模型時(shí)需要形成完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行挖掘。BIM數(shù)據(jù)模型可以自動(dòng)生成施工文檔，施工方根據(jù)施工文檔內(nèi)容，可以開(kāi)展具體的施工工作。值得注意的是，在文檔轉(zhuǎn)換過(guò)程中，需要對(duì)BIM數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析，確保BIM數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件比較簡(jiǎn)單。部分建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件比較復(fù)雜，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。如何使結(jié)構(gòu)分析模型和建筑工程的實(shí)際物理模型相符，成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問(wèn)題。

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

3.1? 模擬設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)是利用模擬建模的方式來(lái)呈現(xiàn)建筑中所需的數(shù)據(jù)資料的，通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用，可以使工程建設(shè)人員全面的了解施工的具體內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行細(xì)致的分析和研究，以提升工程建設(shè)的合理性。其優(yōu)勢(shì)在于：首先，可以對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和解決，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，提升施工方案的質(zhì)量，明確管理工作的重點(diǎn)，確保后期工作的正常開(kāi)展;其次，在進(jìn)行招投標(biāo)工作中，可以通過(guò)此技術(shù)對(duì)提交方案進(jìn)行細(xì)致分析，進(jìn)而選擇出最適合的方案并應(yīng)用到工程建設(shè)中來(lái)，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程中成本的消耗情況，增加企業(yè)的效益。另外，使用此技術(shù)還可以對(duì)住宅結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化工作。通過(guò)對(duì)施工情況的模擬，來(lái)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行收集和整理，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出其中存在的不足之處，從而將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化。其優(yōu)勢(shì)在于，不僅可以更好的進(jìn)行住宅環(huán)境的設(shè)計(jì)工作，還可以對(duì)居住以及活動(dòng)中涉及的資源進(jìn)行合理的規(guī)劃和配置，從而保證住宅設(shè)計(jì)的質(zhì)量，優(yōu)化人們居住的空間環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)住宅的管控。

3.2? 可視化設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員會(huì)采用CAD技術(shù)，形成完整的建筑設(shè)計(jì)圖紙，并將建筑設(shè)計(jì)圖紙發(fā)放給施工方，讓施工方按照設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容進(jìn)行施工。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分析，展示建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的詳細(xì)信息。CAD技術(shù)無(wú)法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行細(xì)節(jié)展示，在一定程度上會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)效性。為了避免出現(xiàn)上述問(wèn)題，可以應(yīng)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(gè)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行直觀分析，對(duì)不符合要求的建筑構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。在生成三維立體模型之后，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局調(diào)整和規(guī)劃安排，計(jì)算建筑物體量。BIM技術(shù)是可視化過(guò)程中的重要技術(shù)，而可視化技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)考察，直至得到最佳設(shè)計(jì)方案。

3.3? 參數(shù)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的難度比較大，以鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì)為例，在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)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(diǎn)，確保構(gòu)件的穩(wěn)定性。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行連接時(shí)，必須要對(duì)連接梁的高度進(jìn)行測(cè)算，查看構(gòu)件的連接類(lèi)型，并對(duì)每個(gè)構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)提供了三維立體模型，因此在開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該先對(duì)模型中的構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，并合理控制螺旋數(shù)量等。在模型調(diào)整過(guò)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(lái)繪制加速構(gòu)件。

3.4? 在鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為核心的結(jié)構(gòu)就是建筑鋼結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)在建模時(shí)，由于其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需要考慮到梁與梁之間的剛接以及梁與柱之間的連接方式，給建筑鋼結(jié)構(gòu)建模帶來(lái)了不小的困難。因此，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建模時(shí)要根據(jù)梁柱的實(shí)際高度，對(duì)各個(gè)部件之間的數(shù)據(jù)參數(shù)化后進(jìn)行科學(xué)的連接，而使用BIM技術(shù)后，可以利用其參數(shù)共享的功能達(dá)到控制梁柱連接部件間距及數(shù)量的目的，只要將鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整就可完成建模工作，進(jìn)而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

4? 結(jié)語(yǔ)

總之，BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用有著積極有效的作用，不僅能簡(jiǎn)化工作流程，提高工作效率。尤其在現(xiàn)代建筑項(xiàng)目的實(shí)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(guò)進(jìn)一步的探究可以發(fā)現(xiàn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)的應(yīng)用還面臨著很多問(wèn)題，從法律監(jiān)管的力度到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，從技術(shù)研發(fā)到人員的能力提升，這些問(wèn)題都需要我們一步步來(lái)解決。

參考文獻(xiàn)：

[1] 游子健.淺析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].江西建材，2016（22）：47.

[2] 覃世彪.淺析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量，2016（29）.

[3] 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（8）.

[4] 張孝營(yíng). BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2017（29）.

[5] 王澤江，張嘉騏.淺析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑建材裝飾，2017（8）.