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

孫宗訓(xùn)

摘 要：在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高度發(fā)達(dá)的今天，城市化進(jìn)程的不斷加快，極大地促進(jìn)了建筑行業(yè)的繁榮，也推動(dòng)著建筑工程相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其質(zhì)量水平直接關(guān)系著建筑工程的整體質(zhì)量和安全。BIM技術(shù)的興起和廣泛應(yīng)用，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的優(yōu)化和改進(jìn)提供了有力的技術(shù)支撐。本文對(duì)于BIM技術(shù)的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹和分析，指出目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用BIM技術(shù)還存在的不足之處，希望能夠?yàn)锽IM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用發(fā)展提供一些幫助。

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

1 引言

最近幾年里，由于城市化的推進(jìn)，建筑行業(yè)的發(fā)展越來越引起人們的關(guān)注。隨著傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的落伍，BIM技術(shù)逐漸取代傳統(tǒng)技術(shù)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的使用，為新時(shí)期的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更為可靠的技術(shù)保障。然而，從目前的情況來看，BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中仍然存在著一些有待改進(jìn)和完善的地方。

2 BIM 技術(shù)特征

2.1 信息集成

信息集成，是BIM技術(shù)相比于傳統(tǒng)技術(shù)而言最大的優(yōu)勢，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：一，設(shè)計(jì)信息集成；二，設(shè)計(jì)過程集成。現(xiàn)階段在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候大多采取建模的方式，以確保實(shí)際應(yīng)用的效果，而BIM技術(shù)對(duì)于建模來說有著重要的作用。它可以通過信息集成來匯集設(shè)計(jì)信息，然后對(duì)所有的信息進(jìn)行集中處理。有了BIM技術(shù)的幫助，設(shè)計(jì)人員就可以在設(shè)計(jì)平臺(tái)上同時(shí)工作，進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。

2.2 協(xié)同設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)的另一個(gè)主要特點(diǎn)是協(xié)同設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)為所有參與設(shè)計(jì)的人員構(gòu)建了設(shè)計(jì)平臺(tái)，各方面人員通過平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)信息的共享和及時(shí)的交流，一旦具體情況發(fā)生變化，能夠隨時(shí)對(duì)信息進(jìn)行調(diào)整，極大地提高了工作效率。此外，BIM技術(shù)對(duì)于檢測工作的效率提高也有著重要的意義，它可以根據(jù)不同專業(yè)的設(shè)計(jì)原則，圍繞不同的建筑構(gòu)件相互產(chǎn)生的影響來進(jìn)行檢測。有了BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)人員之間不再需要頻繁地溝通，每次溝通所花費(fèi)的時(shí)間也有所減少，這對(duì)于設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的整體提高而言無疑是十分有益的。

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

3.1 分析建筑結(jié)構(gòu)和場地

建筑工程要保證質(zhì)量和安全，首先要設(shè)計(jì)出安全穩(wěn)固的建筑結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性與合理性。如果結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在安全隱患，必然會(huì)使得建筑工程的整體質(zhì)量水平大大降低。在開始設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員要對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察，掌握施工現(xiàn)場的地質(zhì)、地貌及周圍建筑情況等重要信息，在此基礎(chǔ)上來進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了保證施工現(xiàn)場勘察的精確性，可以將地理信息系統(tǒng)對(duì)接到BIM系統(tǒng)中，通過地理信息系統(tǒng)獲取施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息，然后在平臺(tái)上進(jìn)行建模，以模型為依據(jù)分析并確定施工地點(diǎn)。

3.2 分析建筑結(jié)構(gòu)性能

設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，構(gòu)建出建筑物的框架僅僅是工作的一部分，此外還要充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)的防震能力，以確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，避免建筑物在使用的過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題。從以往的情況來看，分析建筑結(jié)構(gòu)性能需要花費(fèi)較長的時(shí)間，人力和物力的消耗都很大；以往的建筑結(jié)構(gòu)分析工作采取的是人工方式，設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人主觀看法會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，再加上人工分析本身存在著一定的誤差率，使得建筑結(jié)構(gòu)性能分析往往事倍功半。BIM技術(shù)本身自帶性能分析軟件，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行智能分析，大大地降低了人工分析的誤差率，提高了分析的效率和準(zhǔn)確程度，此外，當(dāng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題的時(shí)候，BIM技術(shù)也能夠自動(dòng)校正。

3.3 構(gòu)建整體結(jié)構(gòu)模型

BIM技術(shù)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建有著重要的意義，除了建模之外，還能提供柱、板、梁和樓梯等有關(guān)信息數(shù)據(jù)，供設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候進(jìn)行參考。例如，墻體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，可以采取以下流程：一，對(duì)建筑實(shí)體進(jìn)行定義；二，對(duì)墻體實(shí)體進(jìn)行定義；三，將建筑實(shí)體和樓層實(shí)體通過集合關(guān)聯(lián)實(shí)體關(guān)聯(lián)起來。

3.4 構(gòu)建關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)模型

構(gòu)建關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)模型，是BIM技術(shù)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的又一重要貢獻(xiàn)。該模型的建模過程具有一定的復(fù)雜性，涉及到的問題也比較多，無論個(gè)體間關(guān)聯(lián)性還是對(duì)稱性關(guān)聯(lián)性，都是設(shè)計(jì)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。BIM技術(shù)能夠以較為直觀的方式展現(xiàn)出建筑對(duì)稱性和不對(duì)稱性關(guān)聯(lián)的情況，以洞口和墻體為例，如果沒有墻體，洞口將不復(fù)存在；反之，如果沒有洞口，墻體卻依然存在。對(duì)此，我們就可以通過洞口關(guān)聯(lián)實(shí)體將二者關(guān)聯(lián)起來。

3.5 應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同

對(duì)于任何一個(gè)建筑工程而言，其數(shù)據(jù)信息并非一成不變，這些信息會(huì)通過BIM模型隨時(shí)更新，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響。要確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，可以從以下方面采取措施：一，將不同區(qū)域的設(shè)計(jì)分開，以免造成信息混亂的現(xiàn)象；二，模型中要設(shè)有中性數(shù)據(jù)庫，避免設(shè)計(jì)人員在平臺(tái)上交流數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)混亂。協(xié)同處理的時(shí)候，中性數(shù)據(jù)庫也能夠很好地完成相關(guān)數(shù)據(jù)的整合、分析及處理，以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性。

4 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中存在的問題

4.1 缺乏標(biāo)準(zhǔn)體系

盡管BIM技術(shù)深受國內(nèi)建筑企業(yè)青睞，在實(shí)際應(yīng)用中也取得了可喜的成果，然而不可否認(rèn)的是，國內(nèi)的建筑企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)的水平仍然比較有限，BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)也沒有真正建立起來，體系化和規(guī)范化建設(shè)依然任重道遠(yuǎn)。從信息傳遞的角度來講，BIM技術(shù)和設(shè)計(jì)軟件的協(xié)調(diào)也是實(shí)際應(yīng)用中亟待解決的問題，而從現(xiàn)階段的情況來看，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范同樣有待建立和完善。

4.2 應(yīng)用成本較高

BIM技術(shù)自身的特點(diǎn)，使得該技術(shù)的應(yīng)用耗資較高，一定程度上增加了企業(yè)的成本負(fù)擔(dān)。在BIM技術(shù)引進(jìn)的過程中，無論設(shè)備的采購還是人員的配置，都有著很高的要求，以國內(nèi)設(shè)計(jì)人員現(xiàn)有的水平往往無法滿足BIM技術(shù)相關(guān)要求，必須經(jīng)過培訓(xùn)才能掌握相關(guān)的技術(shù)操作，培訓(xùn)所耗費(fèi)的資金無疑又是一筆不菲的成本開銷。同時(shí)，BIM技術(shù)設(shè)備的維護(hù)和升級(jí)也會(huì)造成成本的增加。以上這些因素，對(duì)于BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的推廣和應(yīng)用造成了一定的障礙。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言意義重大。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，建筑行業(yè)競爭日趨激烈的背景下，建筑企業(yè)要提升建筑工程的質(zhì)量水平和安全性能，進(jìn)而增強(qiáng)自身的競爭力，更好地實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益，就要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提高設(shè)計(jì)水平。從目前的情況來看，雖然BIM技術(shù)在國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的推廣和應(yīng)用已取得初步成果，但問題也仍然存在，還需要相關(guān)人員在今后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中通過進(jìn)一步研究和探索加以解決。

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