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

張付鵬

摘要：隨著信息化程度的提高，BIM技術(shù)作為建筑工程的一項(xiàng)輔助技術(shù)，已在該領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用并不斷發(fā)展。本文介紹了BIM技術(shù)的相關(guān)概念并著重從BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)方面的難點(diǎn)展開論述。

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

引言

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)一體化建設(shè)進(jìn)程加快，我國建筑行業(yè)得到巨大的發(fā)展。BIM技術(shù)作為一種新型的技術(shù)得到各大建筑公司廣泛的關(guān)注與應(yīng)用，施工單位可以根據(jù)該技術(shù)建立數(shù)據(jù)共享平臺，實(shí)現(xiàn)各部門、各專業(yè)的資源信息共享。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，利用該項(xiàng)技術(shù)建筑工程師、設(shè)計(jì)人員與業(yè)主等所有參與者將共享數(shù)據(jù)信息，建立可視化的數(shù)字模型，通過對建筑結(jié)構(gòu)的反復(fù)分析與模式，不斷的調(diào)整與優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)來提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

一、BIM技術(shù)的概念

近年來建筑行業(yè)得到巨大的發(fā)展與完善，加上城鎮(zhèn)一體化建設(shè)進(jìn)程的加快，建筑規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，建筑形式更加的多樣化。在此背景下，獲取更多的信息資料成為設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時的關(guān)鍵。這就需要設(shè)計(jì)公司通過各種渠道和方式進(jìn)行信息的收集，對于收集到的信息進(jìn)行深入分析與利用，以此達(dá)到提高施工效率，縮短工期，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的，同時也能更加有效的提高建筑企業(yè)安全管理工作的水平。BIM技術(shù)是一種新型的技術(shù)，借助該項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由二維向三維的轉(zhuǎn)化，建立數(shù)據(jù)共享平臺，實(shí)現(xiàn)各部門、各專業(yè)的資源信息共享。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，利用該項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑工程師、設(shè)計(jì)人員與業(yè)主等所有參與者共享數(shù)據(jù)信息，建立可視化的數(shù)字模型，通過對建筑結(jié)構(gòu)的反復(fù)分析與模式，不斷的調(diào)整與優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，同時幫助企業(yè)降低各個階段的成本，縮短施工時間，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)

BIM技術(shù)是通過建立建筑數(shù)字結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)模型的數(shù)據(jù)信息反饋到分析軟件中，該軟件可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析與處理。設(shè)計(jì)人員只需要根據(jù)軟件最后得出的數(shù)據(jù)對設(shè)計(jì)方案和施工方案進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化即可，這樣大大提高設(shè)計(jì)方案與施工方案的質(zhì)量。BIM技術(shù)是通過建筑結(jié)構(gòu)分析與施工方案統(tǒng)一的作用下進(jìn)行的。利用該項(xiàng)技術(shù)構(gòu)建建筑模型時，為了有效提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，技術(shù)呢元必須保證模型空間數(shù)據(jù)物理模型與空間的真實(shí)性，這是保證設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。需要注意的是建筑材料自身的性能以及負(fù)載等不同物理特性也會對建筑結(jié)構(gòu)具有一定的影響，因此技術(shù)人員在進(jìn)行數(shù)字模型構(gòu)建時，不可變量的參數(shù)和參量會直接影響模型構(gòu)建的質(zhì)量與真實(shí)性。BIM技術(shù)理論指出，在構(gòu)建數(shù)字化模型時，一定要保證工程的物理模型、建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析與施工圖紙實(shí)現(xiàn)完全統(tǒng)一。在實(shí)際操作過程中，如果一個構(gòu)建的數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，就無法保證模型與數(shù)據(jù)分析、施工圖紙的一致性。因此，在構(gòu)建數(shù)據(jù)模型過程中，進(jìn)行連接結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析時，經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，造成有效數(shù)據(jù)的丟失，進(jìn)而無法對建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行有效的分析。

三、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

（一）節(jié)約能源及利用能源

節(jié)約能源和利用能源在評價綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)中是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。通過建立一個可視化的建筑三維BIM模型引入分析能量消耗的軟件，或者轉(zhuǎn)換格式引入分析能量消耗的軟件，并在相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際氣候氣象數(shù)據(jù)，對模擬的結(jié)果作一個科學(xué)合理的調(diào)整或優(yōu)化建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)和設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。此外，通過BIM技術(shù)可以分析室外太陽輻射的分布區(qū)和太陽輻射強(qiáng)度。因此，用于優(yōu)化和完善太陽能設(shè)備的設(shè)計(jì)，可以最大程度上對可再生資源的科學(xué)合理利用。

（二）BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)建模中的具體應(yīng)用

現(xiàn)階段，在我國建筑施工中鋼結(jié)構(gòu)是大跨度建筑物的主要結(jié)構(gòu)形式，因此在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建模是需要攻克結(jié)構(gòu)連接與加強(qiáng)件布置等難關(guān)。再加上設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時所涉及到的梁柱連接、梁梁鉸接等多種連接形式，這無疑增加了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時一定要根據(jù)梁自身的高度，同時將各個連接件進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)并將其參數(shù)化。設(shè)計(jì)人員可以利用BIM系統(tǒng)中參數(shù)共享的功能，嚴(yán)格控制高螺栓的數(shù)量與間距。同時利用對參數(shù)的條件實(shí)現(xiàn)新的連接件。在鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際施工過程中技術(shù)人員一定要參考相應(yīng)的設(shè)計(jì)位置，從而確定出加強(qiáng)件與連接件的準(zhǔn)確位置，這樣進(jìn)一步提高施工人員的工作效率，縮短工期，同時也提高了鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（三）集成化設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)用到集成化設(shè)計(jì)是將工程學(xué)考慮在內(nèi)的，工程學(xué)知識在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以使整體的設(shè)計(jì)方案更加的完整，可以優(yōu)化建筑的性能，提供全新的綜合策略。綠色公共建筑設(shè)計(jì)是一種新型的設(shè)計(jì)形式，應(yīng)該多多思考復(fù)雜的分析模型，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和思路會嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)的進(jìn)程，不能夠進(jìn)行高效準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。利用BIM技術(shù)可以提高設(shè)計(jì)的速度，對信息準(zhǔn)確性的把握也可以加大，依靠建筑師的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定性分析已經(jīng)不再允許，BIM技術(shù)可以提供準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)邏輯幫助進(jìn)行定量分析。

（四）運(yùn)營與管理分析

BIM技術(shù)的核心是參數(shù)化的三維可視化模型，這是各個相關(guān)專業(yè)信息的結(jié)合，可以把建筑物涉及到的不同專業(yè)中的各種參數(shù)加以可視化，并可以與整個建設(shè)過程中的信息保持一致，同時能實(shí)時提供相關(guān)的各種項(xiàng)目的資料。提供的這些數(shù)據(jù)具有極高的完整性而且可靠性，并能進(jìn)行實(shí)時協(xié)作、長時間持續(xù)提供經(jīng)營管理現(xiàn)階段綠色建筑對工程信息的要求。例如項(xiàng)目運(yùn)行一段時間后需要清洗空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，此時就要熟悉和掌握所有的空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模、空調(diào)管道的位置、以及圍繞該系統(tǒng)的其他功能管線位置都要熟知，之后才能決定投入的相應(yīng)的人力物力和必要的工具。通過BIM模型就可以實(shí)現(xiàn)它并且能夠高品質(zhì)地滿足這些要求。

結(jié)語

綜上所述，隨著我國居民對建筑行業(yè)要求越來越高，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量成為建筑行業(yè)長久發(fā)展的關(guān)鍵。根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，利用BIM技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證建筑施工質(zhì)量也直接關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全，因此設(shè)計(jì)單位一定要加強(qiáng)對該方面工作的重視，不斷的引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和工藝，從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性，促進(jìn)建筑行業(yè)健康長久的發(fā)展。

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