BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

楊朱建

摘 要：BIM技術(shù)即建筑信息模型，其是利用計算機(jī)進(jìn)行模型構(gòu)建、優(yōu)化調(diào)整的一項(xiàng)技術(shù)，各方面優(yōu)勢十分突出。基于此，本文以現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的不足為出發(fā)點(diǎn)，分析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，包括應(yīng)用的優(yōu)勢和方式等等。旨在通過分析使BIM技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)一步明晰化，也有利于后續(xù)具體工作的開展。

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

1 導(dǎo)言

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，人們對建筑工程項(xiàng)目建設(shè)使用的安全穩(wěn)定需求越來越大。然而，受復(fù)雜施工環(huán)境、日趨擴(kuò)大的施工建設(shè)規(guī)模以及技術(shù)應(yīng)用局限影響，使得建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)用缺乏一定的科學(xué)合理性，這就降低了建筑結(jié)構(gòu)作用的安全穩(wěn)定效果。基于此，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā)，將現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)成果充分利用起來，即把BIM技術(shù)高效作用于建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，以使設(shè)計人員能夠充分掌握設(shè)計過程中存在的問題、處理手段與衡量方法。這是實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)發(fā)展建設(shè)可持續(xù)性目標(biāo)的關(guān)鍵，相關(guān)人員應(yīng)將其作為重點(diǎn)研究對象，以緩解現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)背景下的住房需求壓力。

2 BIM技術(shù)

2.1 BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)通常是指建筑信息模型技術(shù)，其通過在建筑工程的整個過程中采用數(shù)字化技術(shù)來對相關(guān)信息進(jìn)行整合，并建立完整的數(shù)據(jù)模型。該項(xiàng)技術(shù)將建筑工程過程中的設(shè)計、施工、運(yùn)營以及維護(hù)等多個工藝環(huán)節(jié)的知識內(nèi)容有效整合到一起，并通過數(shù)字化可視技術(shù)呈現(xiàn)出來，在工程相關(guān)信息的手機(jī)和處理上具備獨(dú)特的優(yōu)越性能，明顯提升了整體工作效率。該技術(shù)作為建筑工程設(shè)計中較為重要的技術(shù)，在建筑工程的發(fā)展中占據(jù)著越來越重要的地位。

2.2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

（1）可視化特點(diǎn)。BIM技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)抽象的設(shè)計轉(zhuǎn)換為立體可視化的設(shè)計，其主要通過圖形來展現(xiàn)設(shè)計人員的設(shè)計思路，將設(shè)計人員所提供的設(shè)計數(shù)據(jù)來自動生成可視化圖形，在視覺上形成反饋映射，構(gòu)建建筑形狀模型，以可視化的狀態(tài)呈現(xiàn)出來。（2）協(xié)調(diào)性特點(diǎn)。BIM技術(shù)能夠有效解決各部門之間頻繁協(xié)調(diào)的問題，其在可視化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上針對各個部門之間可能出現(xiàn)的協(xié)調(diào)問題形成自動協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，解決專業(yè)方面的問題，加強(qiáng)各個部門之間的協(xié)調(diào)工作，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的正常進(jìn)行。（3）模擬性特點(diǎn)。由于BIM技術(shù)是通過數(shù)據(jù)自動形成圖形供人們研究和改進(jìn)，因此，其可以通過相關(guān)數(shù)據(jù)來對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行建筑模擬。不僅可以根據(jù)人們的需求來模擬出不同形狀的建筑外形，同時也可以對真實(shí)狀態(tài)下的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，有效降低勘察工作量，節(jié)約了時間。

3 現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的不足

3.1 建模技術(shù)不完善

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)已經(jīng)有上千年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了手工、平面圖紙和立體模型的變化，信息時代來臨后，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)不斷完善，能夠更好的滿足使用要求，但依然存在一定不足。比如傳統(tǒng)的建模技術(shù)主要依靠設(shè)置固定參數(shù)的方式進(jìn)行，但在實(shí)際工作中，參數(shù)值會出現(xiàn)少許變化，而如果建設(shè)方案出現(xiàn)較大調(diào)整，模型的構(gòu)建甚至?xí)ヒ饬x。這是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的主要不足。

3.2 圖紙指導(dǎo)性不足

設(shè)計圖紙是具體施工的指導(dǎo)性文化，其是否完善、科學(xué)直接影響建筑結(jié)構(gòu)的具體施工和建設(shè)效果。當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)下，出具的圖紙存在一定的問題，影響其指導(dǎo)性。比如設(shè)計人員常用的CAD平面圖，該圖可以較好的給出尺寸比例和基本框架，但在建筑層次感的表達(dá)上存在顯著的欠缺，如果建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，或者施工環(huán)境包含大量交錯的各類管線，圖紙的指導(dǎo)價值將大為下降。這也是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的不足之一。

4 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

4.1 深化設(shè)計階段

BIM技術(shù)通過建立一系列的三維建模軟件平臺，使得專業(yè)設(shè)計人員對建筑施工中的結(jié)構(gòu)和模型等進(jìn)行對比，并形成信息化的模型以供參考。對于傳統(tǒng)的設(shè)計模式來講，每一張圖紙都是從簡單的平面設(shè)計開始，然后繪制成較為完善的立體圖形，在根據(jù)施工項(xiàng)目的實(shí)際情況，對設(shè)計圖紙進(jìn)行系統(tǒng)的修改。應(yīng)用BIM技術(shù)可以改變設(shè)計師不斷重復(fù)地修改設(shè)計圖紙的問題，可以將設(shè)計師的圖紙進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬進(jìn)而達(dá)到虛擬化設(shè)計，應(yīng)該明確模型是設(shè)計的核心而非圖紙，通過BIM技術(shù)將建立建筑模型更加有利于技術(shù)人員的執(zhí)行和操作。運(yùn)用BIM技術(shù)的信息化模型，將可以根據(jù)自己的需要而形成自身符合條件的視圖，并在建筑模型中可以生成建筑數(shù)據(jù)和計價。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)不同，BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中極大地避免了傳統(tǒng)建筑中的不利因素。

4.2 訂單到前期準(zhǔn)備

BIM技術(shù)還可以對建筑施工的生產(chǎn)合同進(jìn)行管理，包括訂單上的維護(hù)和生產(chǎn)中的維護(hù)都需要BIM技術(shù)的應(yīng)用。在建筑施工前期，要對合同項(xiàng)目進(jìn)行審核，這難免會增加技術(shù)人員和管理人員的工作強(qiáng)度，而且在合同簽訂前期，要對合同條款進(jìn)行可對生產(chǎn)合同進(jìn)行管理，包括合理規(guī)劃和安排，同時各個部門要進(jìn)行通力配合，將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中發(fā)揮其巨大的效益，對建筑施工進(jìn)行信息化管理。

4.3 成本預(yù)算和物料采購

在建筑施工前期都要對建筑材料和設(shè)備進(jìn)行成本估算控制，形成企業(yè)的采購價目表，將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以通過數(shù)據(jù)和模型將生產(chǎn)中的勞務(wù)費(fèi)用、材料及設(shè)備費(fèi)用等都納入信息技術(shù)中，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行項(xiàng)目成本造價控制，其中預(yù)算的準(zhǔn)確性對于實(shí)行精細(xì)化的成本預(yù)算管理控制起著非常重要的作用，通過BIM技術(shù)模型計劃將自動收取需求計劃，并以此來對材料和設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計并用于采購，建筑企業(yè)生產(chǎn)部門可以通過信息化的列表對各個項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行分配和運(yùn)用。

4.4 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計中的具體應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)信息模型中會有一個包含所有設(shè)計信息的數(shù)據(jù)庫，所有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)都是相關(guān)聯(lián)的，設(shè)計人員可以利用該數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息來對建筑結(jié)構(gòu)形體進(jìn)行構(gòu)建，而且在設(shè)計過程中會對不同的參數(shù)予以一些約束，從而確保BIM系統(tǒng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以及時更新數(shù)據(jù)庫。BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用中最大的特點(diǎn)，是可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高安全性、高可靠性的設(shè)計信息輸出，對提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)字化發(fā)展有著重要意義。

4.5 BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件安裝中的運(yùn)用

在建筑項(xiàng)目施工中，要想將各個生產(chǎn)部門都聯(lián)系到一起，要通過BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并從而實(shí)現(xiàn)資源的共享與聯(lián)動。施工現(xiàn)場的施工部門通過BIM技術(shù)將現(xiàn)場的需要通過BIM技術(shù)的技術(shù)平臺反應(yīng)給系統(tǒng)，然后系統(tǒng)通過檢索將信息反饋到現(xiàn)場，達(dá)到完成作業(yè)的目的。建筑施工現(xiàn)場中的每件構(gòu)建都要進(jìn)行編碼，要將編碼錄入到BIM技術(shù)信息平臺中，將虛擬的構(gòu)建進(jìn)行可視化處理，這樣方便項(xiàng)目施工人員隨時檢查和監(jiān)督，從而使得建筑施工項(xiàng)目管理人員可以較為及時地掌握施工進(jìn)度。

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

現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)已成為一個大跨度建筑物的主要結(jié)構(gòu)形式，其在建模中往往需要面臨結(jié)構(gòu)鏈接和加強(qiáng)件布置等多個方面的難點(diǎn)，所以在設(shè)計中往往需要根據(jù)梁的高度，來將各個連接件進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計并要將其參數(shù)化。BIM系統(tǒng)在應(yīng)用中可以利用參數(shù)共享，來對螺栓的數(shù)量與間距來進(jìn)行控制，設(shè)計人員只需要對參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)便可以形成新的連接件，而在加強(qiáng)件、連接件設(shè)計中設(shè)計人員只需要畫出大樣，而在鋼結(jié)構(gòu)施工中技術(shù)人員只需要對相應(yīng)位置設(shè)計進(jìn)行參考，便可以來確定加強(qiáng)件、連接件的準(zhǔn)確位置，這對進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量及施工效率有著重要作用。

5 結(jié)語

總之，BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)著重要的地位，在實(shí)際情況中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和特性加以了解，并在此基礎(chǔ)上將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)性能分析、圖紙設(shè)計、工程準(zhǔn)備階段以及鋼結(jié)構(gòu)施工中，使其能夠在最大程度上發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢，為建筑工程的發(fā)展做出一定貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 游子健.淺析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].江西建材，2016（22）：47.