探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

李堂飛

（青島新華友建工集團股份有限公司，山東 青島 266101）

1 BIM 技術(shù)的概念

BIM 技術(shù)通過創(chuàng)建可視化建筑模型，并賦予模型相關(guān)幾何參數(shù)材料，如梁、板、柱等，可以增加材料的造價、使用壽命等信息，將設(shè)計成果具體化。BIM 技術(shù)有助于建筑信息的整合，從建筑的設(shè)計、施工、運營到建筑生命周期的結(jié)束，所有信息始終集成到三維模型，開發(fā)團隊、組件、操作部門和所有者的信息數(shù)據(jù)庫中，能有效提高工作效率，節(jié)約資源，降低成本，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。BIM 技術(shù)最重要的功能是實現(xiàn)建筑設(shè)計施工圖從2D 到3D 的革新，這有助于設(shè)計師清晰直觀地理解和分析整個項目架構(gòu)。BIM 技術(shù)本身具有信息傳遞的特點，通過相關(guān)的數(shù)字模型，可以不斷改進整個建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，有效地了解建設(shè)項目的進度，使有關(guān)人員能夠及時掌握項目的實時信息，排除不合理因素，并結(jié)合建筑圖紙對施工過程進行優(yōu)化。

2 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 可視程度高

傳統(tǒng)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作主要是借助紙張或者是計算機來繪制二維平面施工圖實現(xiàn)，而二維平面技術(shù)普遍存在的缺點是不能將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最終效果進行有效的呈現(xiàn)。施工人員自行想象，常有與設(shè)計者設(shè)計意圖相悖之處。BIM 技術(shù)可以有效地改變這種窘境，設(shè)計出的效果借助三維技術(shù)將平面圖立體化后呈現(xiàn)于人們的面前。項目在前期方案圖設(shè)計時，BIM 技術(shù)能有效規(guī)避在施工圖設(shè)計中可能存在問題。在建造階段，通過立體化的圖紙，施工人員形象地理解設(shè)計意圖按圖施工，為后期項目正式運營提供良好的條件。

2.2 具備更強的協(xié)調(diào)性

建筑設(shè)計的內(nèi)容繁復(fù)，其涵蓋的知識面廣泛，也是項目建設(shè)過程中的難點重點。在設(shè)計過程中，建筑結(jié)構(gòu)水電暖等相關(guān)專業(yè)常常因為溝通不到位，出現(xiàn)構(gòu)件碰撞的問題。而BIM 技術(shù)借助構(gòu)建數(shù)字化的結(jié)構(gòu)模型，對模型數(shù)據(jù)及時有效地更新整合反饋，保證在使用過程中都是最全面的內(nèi)容，避免因信息延滯而造成損失。使用者能根據(jù)參考軟件最終的數(shù)據(jù)結(jié)果，隨時對方案的設(shè)計以及施工方案進行專項調(diào)整和升級。運用BIM 技術(shù)保證整個設(shè)計施工過程流暢，每個環(huán)節(jié)之間具有緊密性和關(guān)聯(lián)性，有效規(guī)避后期返工變更和建后制定補救措施的情況。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)分析里面

房建項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計可不僅僅是簡單的對荷載予以計算得到內(nèi)力，再實施配筋計算，更不是隨隨便便的選擇、組合，還必須對結(jié)構(gòu)的整體性能予以深入分析并進行優(yōu)化，確保在承受各種不同荷載時建筑結(jié)構(gòu)仍然可以發(fā)揮工程效益，為項目的安全性和穩(wěn)定性提供保障。在建筑結(jié)構(gòu)里面全面應(yīng)用BIM 技術(shù)，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計方案和具體結(jié)構(gòu)布置實現(xiàn)全面分析模擬，能夠?qū)嵤┒喾矫姹冗x，實施技術(shù)方面該經(jīng)濟方面的評價，并接下來建立數(shù)字的一體化模型，而后利用RevitAPI 二次平臺對其結(jié)構(gòu)性能實施全面的分析，利用大數(shù)據(jù)得到建筑結(jié)構(gòu)與具體環(huán)境之間的相互對應(yīng)情況，找到在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)期間可能產(chǎn)生的一些缺陷和不足之處，在實踐期間予以糾正和實施優(yōu)化，確保整個房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成果的水平與質(zhì)量。

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

目前，我國的大跨度建筑物普遍使用鋼結(jié)構(gòu)建造，在實際的鋼結(jié)構(gòu)建模過程中，更需要保證結(jié)構(gòu)的合理性，科學(xué)地進行構(gòu)件連接以及構(gòu)件布置等。設(shè)計過程會涵蓋到梁柱關(guān)聯(lián)、梁梁鉸接等重要連接形式，這些連接在平面施工圖中難以具體描繪，通常采用節(jié)點大樣表達。目前建筑施工人員的技術(shù)良莠不齊，復(fù)雜的大樣節(jié)點連專業(yè)施工人員都不能輕易理解，需與設(shè)計人員多次探討，費時費事。建筑信息模型可視化的特點就能改變這一現(xiàn)狀。設(shè)計人員根據(jù)項目形式，考慮其建構(gòu)筑物使用性能，綜合統(tǒng)籌設(shè)計構(gòu)件，準確設(shè)置構(gòu)件位置與連接形式，利用三維立體更形象地表達出設(shè)計意圖，“所見即是所得”，更好地保證施工人員的工作質(zhì)量和建造工程的設(shè)計質(zhì)量，減少施工工期，控制項目造價。

3.3 建筑質(zhì)量管理的應(yīng)用

項目設(shè)計具有很強的適用性、高耐久性、高安全性、高可靠性、良好的協(xié)調(diào)性等。優(yōu)化的系數(shù)管理4M1E 提高了整體工程質(zhì)量控制，提高了工藝質(zhì)量，減少了相關(guān)缺點。BMI 技術(shù)可以提高整體接受水平以及決策者的決定：模型的視覺設(shè)計包括整個工程信息系統(tǒng)，提供科學(xué)規(guī)避這種決策的依據(jù)，使項目完成后可以避免項目設(shè)計問題成為可能。建設(shè)項目方法的內(nèi)容包括施工計劃，流程和組織形式結(jié)合BIM 模型和進度管理，完成4D 模型定制，優(yōu)化項目，提高設(shè)計的質(zhì)量和效率。影響項目質(zhì)量的因素包括項目的技術(shù)環(huán)境和質(zhì)量管理，借助BIM技術(shù)對技術(shù)環(huán)境和工作環(huán)境進行建模，確保創(chuàng)建文明的建筑環(huán)境。通過現(xiàn)場規(guī)劃和設(shè)計提供場地規(guī)劃和住房條件。

4 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)濟的快速發(fā)展提高了人們的生活水平，讓人們對建筑業(yè)有了更高品質(zhì)的建造要求。這就要求建筑業(yè)在保留傳統(tǒng)設(shè)計優(yōu)點的同時創(chuàng)新設(shè)計模式。通過BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的推廣和應(yīng)用，在提高工作效率的同時把施工過程中的誤差率降到最低，與此同時，節(jié)約建造成本，對于提高設(shè)計圖紙質(zhì)量而言有重大意義。