BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)課程教學中的應(yīng)用

向昊

混凝土結(jié)構(gòu)課程作為建筑類專業(yè)的主要課程，主要包括兩大部分，即混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。教學過程中充分利用BIM技術(shù)，可以提高教學效率，順利完成教學目標。

1 BIM技術(shù)優(yōu)勢分析

二維圖紙是建筑行業(yè)在進行三維設(shè)計時，為提高建筑效率和實際精度的準確性而設(shè)計的，為后期CAD輔助設(shè)計和繪圖提供很大方便。但二維圖紙也存在很多缺點，最主要的問題就是它所傳遞出的信息不夠全面和直觀，很多施工方在拿到圖紙時一時不能理解設(shè)計者所要表達的想法和意圖[1]。比如建筑施工圖紙，他就需要施工方將建筑各個面的詳細構(gòu)造圖整合在一起才能得出建筑的大概外形。

而利用BIM技術(shù)，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以直接利用動態(tài)檢查或者實際模擬的方法，使工程的設(shè)計和施工過程達到透明化，做到隨時檢查和排漏，大大減少施工過程中的交流和程序。而且，混凝土結(jié)構(gòu)課程教學中通過BIM技術(shù)的模型建構(gòu)功能，通過技術(shù)塑造設(shè)計的多維空間方案，可以將成本、人工等信息輸入到模型中，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢。

2 混凝土結(jié)構(gòu)課程教學中BIM技術(shù)的應(yīng)用方法

本部分以混凝土結(jié)構(gòu)課程為例進行分析。傳統(tǒng)教學模式下，混凝土結(jié)構(gòu)課程理論復(fù)雜、枯燥，如結(jié)構(gòu)設(shè)計方案、建筑設(shè)計方案等，造成學生興趣不濃厚，無法整體看待結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時，學生也無法將理論與實際相互聯(lián)系起來，結(jié)構(gòu)設(shè)計教學中引入BIM技術(shù)，可以最大程度解決這些問題。

2.1 識圖課程中的應(yīng)用

混凝土結(jié)構(gòu)平法識圖的主要內(nèi)容就是平法制圖規(guī)則，核心思想就是構(gòu)件配筋信息通過抽象數(shù)據(jù)符號展現(xiàn)出來。平法以二維平圖紙為基礎(chǔ)，但具體工程是三維立體的，學生只有將抽象的2D圖像想象成3D模型，與平法對應(yīng)，才能確保學生在沒有施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上實現(xiàn)兩者轉(zhuǎn)換[2]。混凝土結(jié)構(gòu)平法視圖課程教學中，內(nèi)容諸多。這里以混凝土結(jié)構(gòu)板式樓梯的平法施工圖識讀為例，教學過程中存在平面施工詳圖識讀時，大部分學生具有建筑施工識圖能力，可以對樓梯構(gòu)造基本明確，但是識圖準確率普遍偏低，學習質(zhì)量不理想，且難以理解平法標注的配筋信息，無法有效聯(lián)系配筋信息與鋼筋實體，影響到教學質(zhì)量。

應(yīng)用BIM設(shè)計軟件Revit建模是三維仿真的，在軟件中可以從各個角度觀察結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)組成清晰明了，直觀性強。通過Revit Structure三維建模能將二維平法施工圖中抽象的鋼筋信息直觀地顯示出來，如鋼筋位置和鋼筋排布情況。引入Revit Structure三維模型（以BIM技術(shù)為核心的三維建筑設(shè)計工具），這種模型具有較強的可視性、結(jié)構(gòu)直觀課件，且可以對模型進行多視角觀察，將樓梯結(jié)構(gòu)的組成與構(gòu)造全方位的展現(xiàn)出現(xiàn)來，幫助學生理解平法制圖規(guī)則，避免機械記憶的不足，對比分析模型與圖紙，培養(yǎng)與提高學生空間想象能力與平法施工圖能力，課堂上應(yīng)用效果顯著，具有推廣價值。

2.2 施工項目管理與質(zhì)量管理

引入BIM技術(shù)后，通過其中含有的4D模擬仿真建造技術(shù)將工程設(shè)計階段所有完成的3D建筑信息模型，以時間維度串聯(lián)起來構(gòu)成一個4D模擬施工動畫，并在計算機上完成模型建立，借助三維可視化設(shè)備虛擬描述該項目。教學課堂上依照工程項目的施工進度安排模擬實際工程建造，也能通過虛擬項目實施環(huán)境發(fā)現(xiàn)可能存在的問題及風險，并對這些問題采取具體解決方法，根據(jù)方案調(diào)整模型與施工計劃，讓學生可以清楚感受到施工計劃優(yōu)化前后的變化，掌握相關(guān)知識點。此外，還可以模擬施工中可能出現(xiàn)的變更、簽證等對施工方案產(chǎn)生影響的情況，通過快速調(diào)整模型重新組織進度計劃。這種教學方法要比傳統(tǒng)教學模式生動、有趣，大幅度提高教學質(zhì)量。

施工質(zhì)量管理這部分內(nèi)容講解時，同樣可以借助BIM模式＋材料信息，通過建立模型，根據(jù)施工順序逐步搭建一個個建筑模型，將施工建造過程完整的反應(yīng)出來，同時還可以讓學生全面了解建筑物各構(gòu)件組成及相互關(guān)系，教師詳細講解各個構(gòu)建的施工要點，通過這樣全面理論＋實踐授課方式，學生可以清晰感知到施工質(zhì)量管理的重難點所在。如鋼筋工程質(zhì)量控制內(nèi)容講解時，通過三維模型分別將墻、梁、板、柱構(gòu)建展現(xiàn)出來，學生通過觀看模型就等于看到了施工現(xiàn)場綁扎好的鋼筋成品，對于施工與質(zhì)量控制要點一目了然[3]。

2.3 構(gòu)建完善課程體系

院校可以設(shè)置專業(yè)講授BIM技術(shù)的課程。為了充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，整個結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中貫穿BIM技術(shù)，并向?qū)W生詳細講解BIM技術(shù)，讓學生對這種新技術(shù)有一個全面了解。考慮到BIM技術(shù)可以應(yīng)用到整個工程建設(shè)中，本身具有連續(xù)性和關(guān)聯(lián)性，所以學校在開設(shè)BIM課程時，還應(yīng)在教學內(nèi)容中加入設(shè)計、施工等相關(guān)知識的滲透和融合，便于學生在以后實際應(yīng)用中能更好的融會貫通，將BIM技術(shù)與各科知識融合應(yīng)用。

3 結(jié)語

總之，BIM技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，混凝土結(jié)構(gòu)課程教學中充分利用該技術(shù)。同時需要教師不斷提高自身專業(yè)素質(zhì)，熟練掌握BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工中的應(yīng)用，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，為社會輸送德才兼?zhèn)涞慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計人才。

[1]張憲江.BIM技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)教學中的應(yīng)用[J].教育教學論壇，2016（03）：217～218.

[2]趙立恒，劉杰，張劍鋒.BIM技術(shù)在建筑施工技術(shù)課程教學中的研究[J].黑龍江科學，2018，9（04）：158～159.

[3]張艷芬.BIM技術(shù)在高職結(jié)構(gòu)設(shè)計課程中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（06）：221～222.