基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

胡瑛 裴利劍

（昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校，云南 昆明 650033）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用BIM 技術(shù)，并取得了非常良好的應(yīng)用效果，不過(guò)，由于BIM 技術(shù)在我國(guó)建筑行業(yè)中的應(yīng)用時(shí)間較短，這也使BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中仍舊存在一些不足亟需解決。因此，有必要明確BIM 技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在的不足，并采取科學(xué)的措施來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)，進(jìn)一步深入的研究BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，提高建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量有著十分重要的意義。

1 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的不足

其一，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，BIM 技術(shù)不夠規(guī)范，勢(shì)必會(huì)使BIM 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)予以參考，從而造成BIM 技術(shù)的規(guī)范性不足。其二，BIM 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在法律監(jiān)管漏洞，這也造成BIM 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中缺乏必要的監(jiān)督，容易出現(xiàn)產(chǎn)權(quán)模糊。其三，對(duì)于BIM技術(shù)的操作人員來(lái)說(shuō)，在具體規(guī)定上也較為缺乏，這使得任何人都可以對(duì)BIM 進(jìn)行修改，因此需要從法律方面來(lái)對(duì)BIM 操作人員進(jìn)行明確的規(guī)定，以此保護(hù)BIM技術(shù)。其四，我國(guó)對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間較短，BIM 技術(shù)尚處于初步應(yīng)用階段，而且BIM 技術(shù)中的大多數(shù)軟件都是由國(guó)外進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，這也使我國(guó)缺乏BIM 技術(shù)的軟件研發(fā)能力；其五，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能逐步掌握BIM 技術(shù)，而為了盡快使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員能夠熟練應(yīng)用BIM 技術(shù)，企業(yè)還要安排人員組織培訓(xùn)并引入設(shè)備，同時(shí)還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)升級(jí)，這些都造成企業(yè)資金投入的大量增加。

2 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中所起到的作用

2.1 能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息化的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

BIM 技術(shù)相比于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來(lái)說(shuō)要更具優(yōu)越性，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)BIM 技術(shù)來(lái)處理工程信息，并以此建立數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于工程信息的查找與篩選，并且還能使各個(gè)工程信息得以有效關(guān)聯(lián)，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)間消耗。設(shè)計(jì)人員在數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)條件篩選或針對(duì)性的查找，即可找出所需的工程信息，大大提高了工程信息的利用效率，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作得以順利完成。

2.2 降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)

BIM 技術(shù)能夠根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙參數(shù)來(lái)構(gòu)建模型，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員能夠直觀(guān)的看到設(shè)計(jì)圖紙的最終效果，并從最終效果中找出不合理之處，此時(shí)只需對(duì)這些不合理之處進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和修改，即可完成對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的修正，從而縮短了設(shè)計(jì)圖紙的修正時(shí)間，使建筑結(jié)構(gòu)取得最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)效果。

2.3 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)統(tǒng)一化

BIM 技術(shù)可通過(guò)光源、材質(zhì)、外形、數(shù)量等屬性信息在BIM 模型中的賦予，使工程數(shù)據(jù)信息能夠真正融入到建筑信息模型當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員只需根據(jù)建筑信息模型，便可掌握建筑節(jié)能效果、光能利用與舒適性指標(biāo)，并提供最佳的設(shè)計(jì)思路。BIM 技術(shù)還能通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)模型的處理來(lái)演算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并通過(guò)渲染來(lái)提高建筑模型的展示效果。

2.4 能夠使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備三維效果

通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的最終效果通過(guò)三維模型的方式進(jìn)行立體展現(xiàn)，并可通過(guò)渲染來(lái)提高三維模型的展示效果。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)構(gòu)建的三維模型展示效果來(lái)直觀(guān)的找出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不合理之處，并根據(jù)這些不合理之處提出相應(yīng)的解決方案，以達(dá)到提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。

3 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 建筑結(jié)構(gòu)功能的分析

通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的功能進(jìn)行剖析，只需在BIM 模型中輸入建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能指標(biāo)，BIM 技術(shù)便可自動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的功能進(jìn)行檢驗(yàn)，從而找出會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響的不利參數(shù)，并通過(guò)對(duì)該參數(shù)進(jìn)行修正，以得到最佳的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和施工現(xiàn)場(chǎng)的匹配

BIM 技術(shù)能夠和GIS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)緊密關(guān)聯(lián)，其能夠通過(guò)模擬的方式來(lái)再現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)構(gòu)建建筑工程模型，設(shè)計(jì)人員只需對(duì)該建筑工程模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析，便可依據(jù)剖析結(jié)果來(lái)修正結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，從而使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案能夠和施工現(xiàn)場(chǎng)之間得以有效匹配，進(jìn)而從根本上保證建筑工程質(zhì)量。

3.3 協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠使建筑信息添加到BIM模型當(dāng)中，并且還能夠?qū)ㄖ畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。BIM模型能夠?qū)⑿畔⑻幚斫Y(jié)果反饋至相關(guān)人員，通過(guò)數(shù)據(jù)文件的一并反饋，使設(shè)計(jì)人員能夠通過(guò)溝通和協(xié)調(diào)來(lái)使建筑工程的施工效果達(dá)到最佳。

3.4 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的BIM 技術(shù)工具

在BIM 技術(shù)中有著許多的設(shè)計(jì)工具，這些設(shè)計(jì)工具具備構(gòu)建模型、生成設(shè)計(jì)圖紙、碰撞檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)模擬等諸多功能，其在BIM 軟件的信息存儲(chǔ)與交互中發(fā)揮著重要的作用，并有效實(shí)現(xiàn)了各個(gè)專(zhuān)業(yè)間的協(xié)同化設(shè)計(jì)。例如，在Revit 軟件中，其能夠?qū)⑹覂?nèi)結(jié)構(gòu)與機(jī)電等專(zhuān)業(yè)結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來(lái)對(duì)模型進(jìn)行調(diào)取，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)完畢后，BIM技術(shù)可對(duì)該模型在服務(wù)器中進(jìn)行自動(dòng)更新。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM 技術(shù)不僅能夠修正設(shè)計(jì)圖紙，還能通過(guò)三維建筑模型來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)方案的最終效果進(jìn)行直觀(guān)展示，進(jìn)而使設(shè)計(jì)方案中的不合理之處變得一目了然，并且BIM 技術(shù)還能提高各專(zhuān)業(yè)間的協(xié)同化設(shè)計(jì)能力。雖然BIM 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中仍舊存在些許不足，但相信隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的不斷完善，其在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中必將發(fā)揮更大的作用。