建筑結構設計中BIM技術的應用

（天津市水利勘測設計院， 天津 300204）

1 BIM技術簡介

1.1 BIM技術概念

現代的建筑工程項目正在向大規模、高層化和綜合化的方向發展，在整個建筑工程的生命周期里往往需要通過各種渠道手段獲取大量的數據信息，這些數據信息對項目的各個參與方都具有重大意義，信息交流的不及時和不一致對工程質量、建設成本和工程時效都會造成重大影響。建筑信息化模型（BIM）作為一個相對較為完備的信息模型，BIM不同于傳統的模型，而是從包括立項、設計到施工、交付使用在內的整個生命周期中的全部工程信息和資源整合到一個模型中，可以同時為工程的各個參與方提供一致的建筑信息化模型，為其提供信息資源上的便利，實現設計施工一體化，以加強工程各參與方之間的溝通和協調。進而達到降低工程成本，提高工程質量，保證工程時效的目的。

1.2 BIM技術特點

BIM技術相比于傳統的設計流程主要具有數據信息化、數據可視化、信息集成化和設計一體化等顯著的特點。數據信息化是指BIM模型具有攜帶信息以及對信息進行提取和處理的能力。BIM技術的核心就在于模型可以包含大量的信息，相較于傳統的設計模型，BIM技術的信息數據空容量更大，功能更全，聯系更緊密。因此設計和施工人員在提取數據時可以簡單快捷地獲得最全面和最可靠的信息，一方面避免了信息傳遞內容缺失導致的信息遺漏，另外一方面也避免了信息交流不及時而造成的工期延誤和交流障礙。數據可視化是指BIM技術可以通過利用三維建模技術將真實的建筑結構呈現出來。不同于傳統的繪圖技術，BIM技術可以輕松地將建筑結構的三維立體模型呈現給不同的工程參與者，以幫助各個不同層次的用戶直觀簡便地了解建筑結構的整體布局，該項技術可以幫助工程參與者選擇最佳的設計和施工方案，并提前發現結構設計中的問題和缺陷，避免資源的浪費，提高建筑的整體質量。信息集成化是指在BIM技術的平臺模型下可以滿足多部門設計人員同時參與設計，實現信息集成化的目標。在BIM技術平臺的數據庫中，即包含了包括建筑結構的幾何尺寸信息，也包含了材料、結構細節等設計相關的各個方面的信息，打破了傳統的CAD技術只能單人、單個部門同時設計的限制，而是各個部門的設計人員都能在平臺上根據實際需要進行協同設計，提高了各個設計者之間的交流互動程度，提高了設計的速度。設計一體化是指在BIM技術平臺下設計出的建筑模型，除了建筑工程的外觀和結構外，還包含了包括建筑工程的光源布置、供電安排等諸多方面在內的其他設計。可見BIM技術建立的模型涵蓋了整個建筑工程的方方面面，形成了設計一體化的平臺。

2 BIM技術的應用

2.1 構建建筑結構模型

在整個建筑結構設計的過程中，可以利用BIM技術構建出一個相比于傳統方式更為完整的建筑整體，充分并且準確地描述整體建筑結構模型之間的相互關系。便于各個參與方從整體上了解和把握建筑工程。在BIM模型中，不只包含建筑的結構信息，同時也包括了力學性能、材料、供水供電等各個方面的信息。在對某一部分結構進行建模的同時也要考慮到其他的相關信息。

2.2 分析建筑結構性能

建筑結構設計不單純是各個部分結構構件的結合，更要關注整個建筑結構作為一個整體的表現，既要保證建筑結構在一定的震動或者荷載條件下仍能保持穩定和滿足一定的使用要求。通過BIM技術的應用，導入各項數據參數，在建筑結構設計中就能夠全面地考慮到各個因素的影響。

2.3 建筑結構協同設計

傳統的建筑結構設計中，設計人員往往是按照各自分工獨立完成設計后再集體匯總，這就造成了各個部門甚至部門內部各個設計員之間的溝通缺乏。通過BIM技術的應用，設計人員能夠共同完成建筑工程設計任務，各項信息數據相互實現了匯總和交流，可以有效地提升設計過程中效率和協調性。

3 BIM技術現存問題研究

雖然BIM技術目前由于其獨特的優勢正在得到越來越多設計公司的認可和應用，但是依然存在著許多的問題。首先是由于BIM技術剛剛進入我國設計行業，因此沒有形成規范的技術體系和行業標準，各公司均采用自己的規范形式，不利于BIM技術的大規模推廣使用。其次，我國目前關于BIM技術的法律制度尚不完善，對于知識產權的認定，責任范圍的劃分都存在一定程度的紕漏，也在一定程度上影響了BIM技術在我國的普及。再次，國內目前BIM技術開發者較少，普遍使用從國外購回的BIM軟件，BIM技術中所應用到的軟件在國內少有人研究開發。國內外軟件使用習慣的不同也在一定程度上影響著設計人員的工作效率，不利于我國對于BIM技術的應用。最后，由于國內BIM技術應用較晚而且沒有得到廣泛應用，也缺乏相應的培訓和教學，因此國內的一些設計人員也不具備或者是不完全具備BIM技術所需的專業素養，不能很好地利用BIM技術，與此同時BIM技術本身仍不完善，處于不斷開發和完備的階段，就對使用者提出了更高的要求。

4 針對現存問題的改進對策研究

4.1 建立健全的行業規范

在建筑行業中，行業規范具有基礎性、指導性和標準性的作用。建立了健全的行業規范后，方便行業內和行業間的交流溝通，也方便了社會監督和招投標工作。要想建立健全的行業規范就需要全體從業人員的努力以及政府部門的協調和制定，這一方面要求從業人員具有較高的職業道德和責任心，另一方面也要求政府適當地參與到行業內，參與制定行業規范。

4.2 建立健全的法律制度

在產權認定和責任劃分階段，法律制度起到決定性的作用，因此建立健全的行業法律制度刻不容緩。在健全法律制度的過程中，政府要更多地聽取業內人士的看法，參考從業人員的意見。

4.3 開展BIM技術的教學和培訓

為了提高從業人員的整體水平，需要對尚不了解BIM技術的從業人員進行系統的教學，對已經掌握BIM技術的技術人員定期進行培訓。開展系統的教學培訓，需要從社會層面、公司層面和部門層面多方面進行，使得從業人員在法律法規、行業規范和具體的設計需要上全方位地了解掌握BIM技術。

5 總結

建筑結構設計是一個需要多方協同參與、設計周期較長、數據量龐大的工作，BIM技術可以通過數據信息化、數據可視化、信息集成化和設計一體化等方式提高設計效率、縮短整個項目的設計周期并提高建筑的可靠度。目前我國的BIM技術發展尚不完善，在應用中還存在著許多亟待解決的問題，只有通過建筑行業的從業者和政府監管部門的協作努力才能實現整體進步。

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