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

文/楊慧芳 周口市建筑設(shè)計(jì)研究院 河南周口 466000

1、現(xiàn)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用情況

1.1 國(guó)外

在2003年的美國(guó)，BIM技術(shù)首次被應(yīng)用到了工程建設(shè)中，并為美國(guó)的建筑行業(yè)開(kāi)啟了一個(gè)新的方向。同時(shí)美國(guó)還針對(duì)BIM技術(shù)使用的方式以及其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了重點(diǎn)的說(shuō)明，且?guī)椭ㄖ髽I(yè)更好的進(jìn)行了該技術(shù)的使用和推廣?，F(xiàn)今，此技術(shù)已在國(guó)外被廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)為提升工程建設(shè)的質(zhì)量，縮短建設(shè)工期起到了重要的推動(dòng)作用。

1.2 國(guó)內(nèi)

國(guó)內(nèi)最早使用BIM技術(shù)的是香港，并隨著社會(huì)的不斷發(fā)展而被廣泛應(yīng)用在建筑行業(yè)中。而我國(guó)BIM技術(shù)的應(yīng)用雖然起步較晚，不過(guò)隨著建筑行業(yè)發(fā)展速度的提升，其應(yīng)用范圍也在逐漸的進(jìn)行擴(kuò)大，尤其是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。接下來(lái)我們就將對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行合理的說(shuō)明。

2、BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 信息集成

信息集成作為BIM技術(shù)中最為主要的特征之一，其主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)信息集成以及設(shè)計(jì)過(guò)程集成這兩項(xiàng)上。BIM技術(shù)主要是通過(guò)立體建模的方式將建筑的全部?jī)?nèi)容直觀(guān)的展現(xiàn)在人們的眼前，并通過(guò)數(shù)據(jù)的收集和整理，幫助工作人員了解建筑的情況，找出其中的問(wèn)題，提升建筑的質(zhì)量。將此技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來(lái)，不僅可以將設(shè)計(jì)的內(nèi)容通過(guò)模型展現(xiàn)出來(lái)，還可以將設(shè)計(jì)所需的相應(yīng)信息資料進(jìn)行及時(shí)的收集和整理，進(jìn)而幫助設(shè)計(jì)人員更好的掌握建筑的具體情況，找出設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

另外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用該技術(shù)，可以使設(shè)計(jì)人員在特定平臺(tái)上完成相應(yīng)參數(shù)的修改工作，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)參數(shù)修改的情況進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而提升設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

2.2 協(xié)同設(shè)計(jì)

顧名思義，其主要是提升各部門(mén)、團(tuán)隊(duì)之間的溝通和協(xié)作能力，通過(guò)為工作人員提供信息化的平臺(tái)，使其可以在平臺(tái)上進(jìn)行工程建設(shè)內(nèi)容的溝通和交流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源數(shù)據(jù)的傳遞和共享，做到實(shí)時(shí)更新設(shè)計(jì)內(nèi)容，實(shí)時(shí)了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況。另外，應(yīng)用BIM技術(shù)還可以完成相關(guān)工作質(zhì)量的檢測(cè)，尤其是建筑結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件之間的質(zhì)量、連接性等情況，其均可以通過(guò)該技術(shù)進(jìn)行合理的檢測(cè)，從而減少因溝通、協(xié)調(diào)而造成的時(shí)間浪得，這不僅提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平，同時(shí)也降低了設(shè)計(jì)使用的時(shí)間。

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

3.1 可視化設(shè)計(jì)

首先，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用BIM技術(shù)，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行立體模型的構(gòu)建，從而將建筑的整體形態(tài)直觀(guān)的顯現(xiàn)在人們的面前。用戶(hù)可以通過(guò)對(duì)立體模型的觀(guān)察來(lái)了解建筑結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的尺寸、大小、方位以及使用的材料，從而更加清晰的掌握建筑的整體情況，并為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。

其次，可視化設(shè)計(jì)還可以幫助設(shè)計(jì)師們觀(guān)看到整個(gè)建筑的布局情況，以及細(xì)節(jié)的處理效果，便于及時(shí)的找出設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和缺陷，例如樓梯是否碰頭、梁尺寸是否影響建筑凈空、梁柱是否與水電管線(xiàn)發(fā)生碰撞等，進(jìn)而完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而有效的降低在后期施工中誤差情況的發(fā)生，保證工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

3.2 主體結(jié)構(gòu)受力負(fù)荷

主體結(jié)構(gòu)受力負(fù)荷是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最讓設(shè)計(jì)師們頭疼的問(wèn)題。建筑規(guī)模的擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜以及技術(shù)要求的增加都為主體結(jié)構(gòu)受力負(fù)荷帶來(lái)了難度?；诖耍侠淼膽?yīng)用BIM技術(shù)就顯得尤為重要。下面筆者將以具體的實(shí)例來(lái)闡述BIM技術(shù)在主體結(jié)構(gòu)受力負(fù)荷中的具體應(yīng)用。

3.3 工程實(shí)例分析

某地高層綜合大樓塔樓連接項(xiàng)目，塔樓之間主要利用高區(qū)、中區(qū)和低區(qū)3道連體。其中高區(qū)連體工4層，中區(qū)連體共5層。具體的操作措施為：高區(qū)連體主要是在起吊過(guò)程中，先對(duì)下部的2層進(jìn)行模擬，之后再利用塔式起重機(jī)度上面2層的安裝進(jìn)行協(xié)助。而中區(qū)的連體模擬則是在地面進(jìn)行拼接工作，之后再利用起吊進(jìn)行后續(xù)的安裝工作。其中各環(huán)節(jié)所涉及的起吊點(diǎn)的負(fù)荷情況要在具體的設(shè)計(jì)方案完成后，利用BIM技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，之后將統(tǒng)計(jì)的結(jié)果交由相關(guān)部門(mén)進(jìn)行審批，以確保主體結(jié)構(gòu)受力符合的準(zhǔn)確性。

3.4 施工現(xiàn)場(chǎng)的合理分析

為保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，需要在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況以及周邊的地質(zhì)、環(huán)境特征進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和分析，只有這樣才可以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。而B(niǎo)IM技術(shù)中有一項(xiàng)地理信息系統(tǒng)，其可以對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行模擬，并將收集到的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析和整合體現(xiàn)在建筑模型中，從而幫助設(shè)計(jì)人員更加詳細(xì)的了解工程現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，明確施工區(qū)域內(nèi)的優(yōu)劣勢(shì)，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果。

3.5 結(jié)構(gòu)性能的準(zhǔn)確分析

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)確保結(jié)構(gòu)布局的合理性以外，還應(yīng)提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。但是在此環(huán)節(jié)中，如果僅僅利用設(shè)計(jì)師們進(jìn)行相應(yīng)的分析和研究，不僅會(huì)造成人員的浪費(fèi)，還容易導(dǎo)致分析結(jié)果存在失誤，影響設(shè)計(jì)的效果。而使用BIM技術(shù)則可以通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析的功能，快速的找出抗震設(shè)計(jì)的弊端，以便于設(shè)計(jì)師從中進(jìn)行合理的調(diào)整，完善建筑結(jié)構(gòu)的性能。

3.6 協(xié)同設(shè)計(jì)

利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)更新，從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提升模型數(shù)據(jù)的真實(shí)性。不過(guò)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有兩點(diǎn)內(nèi)容需要設(shè)計(jì)者們進(jìn)行注意：首先，在進(jìn)行模型制作時(shí)，需要依靠相應(yīng)的過(guò)渡文件來(lái)完成；其次，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)資料的合理性，以提升各部門(mén)之間工作的協(xié)調(diào)效率，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，確保建筑的穩(wěn)定和安全。

小結(jié)：

總而言之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中合理的應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效的提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)全面的掌握和了解建筑結(jié)構(gòu)的性能，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、可行性，并為后期的工程建設(shè)提供重要的支持。