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

趙汗青

摘要：在我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技飛速發(fā)展的情況下，我國(guó)建筑行業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展，人們對(duì)于建筑質(zhì)量的要求也隨之增長(zhǎng)，在新時(shí)期的建筑過(guò)程中，需要用到更先進(jìn)科學(xué)的技術(shù)為建筑質(zhì)量提供有力保障。BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有效提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平和效果，它更加先進(jìn)、更加效率的設(shè)計(jì)理念，也為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提供了新的設(shè)計(jì)思路，不僅有效提升了建筑前期設(shè)計(jì)的效率，對(duì)工程后期管理工作也提供了極大的便利。鑒于此，文章分析了BIM技術(shù)的特征及應(yīng)用，并對(duì)其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);特征分析;推廣策略

1、BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)為建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，主要是一種以現(xiàn)代化信息技術(shù)為基礎(chǔ)的軟件工具，其具有大量功能，例如協(xié)調(diào)性、可出圖性等，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中可以對(duì)建筑信息資源進(jìn)行收集與處理，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，BIM技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的可實(shí)施性進(jìn)行檢查，也可以驗(yàn)證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中漏洞存在的情況，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，確保減少建筑施工過(guò)程中發(fā)生反復(fù)施工與重復(fù)施工的情況，以推動(dòng)后續(xù)建設(shè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行，減少建設(shè)項(xiàng)目成本。

2、BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可視化、可出圖性五個(gè)特點(diǎn)，在應(yīng)用BIM技術(shù)過(guò)程中協(xié)調(diào)性是指，能夠?qū)δ軈f(xié)調(diào)性進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，有效避免一些不必要的沖突發(fā)生，從而減少對(duì)建筑整體功能的表述造成的影響。BIM技術(shù)主要是以現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)，并構(gòu)建相應(yīng)模型的一種新型技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，可以根據(jù)技術(shù)措施對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行更加直觀地觀察與分析，同時(shí)可根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)，模擬建筑施工過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生的問(wèn)題，并找出合理的解決策略。與此同時(shí)，BIM技術(shù)不僅能夠?qū)Y源數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，也能夠使建筑結(jié)構(gòu)實(shí)體的安全性與穩(wěn)定性得到大幅提升?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容進(jìn)行涉及，導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作人員根本無(wú)法對(duì)進(jìn)行各類影響因素全面的掌握，此時(shí)，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，即有效減少各種危險(xiǎn)因素對(duì)建筑物造成的危害。

3、BIM在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1建筑結(jié)構(gòu)性能分析中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析與改進(jìn)時(shí)，可以利用特定的結(jié)構(gòu)元件，而在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，會(huì)嚴(yán)格要求建筑物的平面設(shè)計(jì)，不僅需要保證結(jié)構(gòu)性能的有效性，同時(shí)需要做到隱式設(shè)計(jì)。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析時(shí)，BIM技術(shù)可以將部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字模型，并驗(yàn)證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，例如地下室的建筑結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)，不僅需要考慮地下管道的布置，還需要考慮建筑材料的充分使用[7]。因此，在建筑設(shè)計(jì)人員進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，通過(guò)BIM技術(shù)的相關(guān)參數(shù)，對(duì)模擬地下室環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)路線進(jìn)行自動(dòng)規(guī)劃，能夠?qū)鹘y(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行縮減。如果在執(zhí)行項(xiàng)目的過(guò)程中出現(xiàn)比例問(wèn)題或者質(zhì)量問(wèn)題，BIM技術(shù)可以通過(guò)啟動(dòng)緊急修復(fù)功能，并對(duì)需要修復(fù)的參數(shù)，以及修復(fù)之后的成果進(jìn)行展示。

3.2圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)主要以3D圖形設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)，能夠更加全面的評(píng)價(jià)與分析三維數(shù)據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，促使后續(xù)的數(shù)據(jù)調(diào)整可以更加順利的進(jìn)行。如果需要改動(dòng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙中的某一部分進(jìn)行改動(dòng)，首先需要對(duì)最初的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求與整體的建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行考慮，然后再進(jìn)行相應(yīng)改動(dòng)，但是，多次修改設(shè)計(jì)方案會(huì)對(duì)增加建設(shè)項(xiàng)目的成本，甚至?xí)x建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。因而，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中，如果應(yīng)用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)工作人員僅需要將相關(guān)參數(shù)錄入到系統(tǒng)中，以及確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的，就可以對(duì)圖紙修改合理建議進(jìn)行獲取。

3.3、BIM技術(shù)在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可視化中的應(yīng)用

BIM技術(shù)是一種基于現(xiàn)代化信息技術(shù)背景下建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用，依據(jù)自身信息化的程序設(shè)計(jì)在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中將建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件通過(guò)三維模型的方式直觀的展示給用戶群體，從而有效提升建筑設(shè)計(jì)信息的傳遞質(zhì)量。在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中都是通過(guò)CAD軟件進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)圖紙的繪制工作，這種工作模式下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程很難直觀的將建筑結(jié)構(gòu)信息呈現(xiàn)出來(lái)，在一定程度上阻礙著用戶獲取信息的效率。而基于BIM技術(shù)應(yīng)用下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在初期階段就是通過(guò)建立三維實(shí)體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助直觀的建筑結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，可以幫助不同用戶從不同角度獲取建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息，對(duì)建筑構(gòu)件的基本信息和功能布局有一個(gè)全面的了解。在大型建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員會(huì)通過(guò)動(dòng)態(tài)演示的方式，幫助用戶直觀的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)各部位信息進(jìn)行觀測(cè)，便于設(shè)計(jì)人員選擇出最佳設(shè)計(jì)方案，并及時(shí)的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，從而不斷優(yōu)化和提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

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

基于BIM技術(shù)應(yīng)用下的建筑模型自身就是一個(gè)包含所有設(shè)計(jì)元素及信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，依托先進(jìn)的信息技術(shù)支撐，建筑結(jié)構(gòu)的模型設(shè)計(jì)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)都是緊密相連的，且具有自動(dòng)關(guān)聯(lián)和修正的功能。在設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)該數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息資源實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建工作，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)不同的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而確保BIM系統(tǒng)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中可以及時(shí)的更新數(shù)據(jù)庫(kù)信息。BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的最突出優(yōu)勢(shì)在于其可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高安全性和可靠性的設(shè)計(jì)信息錄入和輸出功能，科學(xué)化匹配對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，這對(duì)于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量有著重要的促進(jìn)作用。

3.5、BIM技術(shù)在建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，樓梯、墻體以及柱子等部位都是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)整體結(jié)構(gòu)中的具體構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。針對(duì)現(xiàn)澆混凝土的工程結(jié)構(gòu)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中需要設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑工程中的管線走向以及建筑物的基本功能要求進(jìn)行全面的考慮，科學(xué)預(yù)防各建筑結(jié)構(gòu)之間的沖突問(wèn)題;而在預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還需要綜合考慮各預(yù)制部件之間的節(jié)點(diǎn)和連接關(guān)系?；诖?，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)工作人員可以利用BIM技術(shù)對(duì)其平面圖紙進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)具體結(jié)構(gòu)在整體設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題，從而科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，最終使建筑工程結(jié)構(gòu)達(dá)到相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的能力逐漸增強(qiáng)。把BIM技術(shù)引入建筑設(shè)計(jì)中，對(duì)于提升我國(guó)建筑工程設(shè)計(jì)水平、提高我國(guó)建筑工程的整體質(zhì)量都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。從我國(guó)目前的實(shí)際情況來(lái)看，BIM技術(shù)已經(jīng)具有了較為成熟的系統(tǒng)化環(huán)境，作為建筑工程設(shè)計(jì)師，應(yīng)當(dāng)充分把握建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，同時(shí)熟練掌握BIM相關(guān)技術(shù)規(guī)范，將兩者進(jìn)行有機(jī)融合，建設(shè)高水平、高質(zhì)量的建筑工程。

參考文獻(xiàn)

[1]張利偉.基于BIM技術(shù)的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（16）：82.

[2]陳慶豐，徐云博，劉繼鵬，等.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].四川水泥，2015（11）：154.

[3]毛國(guó)偉.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（4）：7-8.

[4]涂勁松，劉運(yùn)林，謝軒，等.基于BIM技術(shù)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工流程及應(yīng)用研究[J].安徽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2019（1）：1-5.

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