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

葉波

【摘 要】BIM技術(shù)是一種非常方便、快速、準(zhǔn)確的信息工程應(yīng)用技術(shù)，可幫助建筑設(shè)計師設(shè)計、建造和維護(hù)質(zhì)量更好、能效更高的建筑。

【關(guān)鍵詞】BIM；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

自從BIM問世以來，BIM在工程界越來越被人們所接受和使用。BIM技術(shù)是一種非常方便、快速、準(zhǔn)確的信息工程應(yīng)用技術(shù)。BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖこ踢M(jìn)行全面的控制，通過信息參數(shù)化，三維建模視圖和對建筑信息進(jìn)行管理，通過仿真模擬建筑的形式對建筑工程進(jìn)行全方位的控制。BIM技術(shù)能夠進(jìn)行建筑工程三維建模，建模完成后能夠形成三維動畫，這樣能夠生動形象的表現(xiàn)出建筑的整體空間結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ㄖ目傮w和細(xì)部進(jìn)行直接的表現(xiàn)。通過BIM技術(shù)能夠使得建筑物形成一種全畫面全數(shù)據(jù)的模擬圖形，極大的改善了過去單純的文字和文本模式。BIM技術(shù)作為現(xiàn)今建筑行業(yè)中新興技術(shù)，在建筑工程建設(shè)中扮演著極其重要的作用。

1 BIM技術(shù)的概念與特征

BIM技術(shù)是技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的結(jié)果，它的出現(xiàn)和應(yīng)用，給建筑工程設(shè)計帶來動力和生機(jī)，下面將介紹BIM技術(shù)的概念與特征。

1.1 BIM技術(shù)的概念

建筑信息模型（BuildingInformationModeling）或者建筑信息化管理（BuildingInformationManagement）或者建筑信息制造（BuildingInformationManufacture）是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，通過三維建筑模型，實(shí)現(xiàn)工程監(jiān)理、物業(yè)管理、設(shè)備管理、數(shù)字化加工、工程化管理等功能。現(xiàn)代建筑不僅規(guī)模大，而且功能愈加多樣化。為提升建筑工程質(zhì)量，確保其功能更加多樣，更好滿足人們需要，首先就應(yīng)該提高建筑工程設(shè)計水平，為工程建設(shè)提供有效指引。同時，為提升建筑工程設(shè)計水平，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)是必要的。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.1操作的可視化

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行操作都是在可視化的環(huán)境下完成的，這樣就有利于解決建筑規(guī)模比較大的工程，即便建筑結(jié)構(gòu)空間劃分越來越復(fù)雜，功能越來越多。同時BIM技術(shù)還能夠模擬建筑環(huán)境和一些比較抽象的信息，比如應(yīng)力作用、溫度、熱舒適度，這些都可以通過可視化進(jìn)行表達(dá)。BIM技術(shù)還可以將建筑工程建設(shè)過程及各種相互關(guān)系表現(xiàn)出來。

2.2信息的完備性

BIM技術(shù)中建筑信息模式能夠清楚的將設(shè)備的受力特征和使用功能特征進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，包括了建筑工程的所有信息。建筑信息模型是通過建立BIM建筑結(jié)構(gòu)模型，把建筑的設(shè)計準(zhǔn)備階段，設(shè)計階段，施工階段和建筑使用階段都連接起來，通各個階段信息都通過BIM技術(shù)儲存起來。信息完備性能夠使BIM模型支持可視化操作，優(yōu)化分析和模擬仿真。

2.3信息的協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性體現(xiàn)在兩個方面，在數(shù)據(jù)之間創(chuàng)建實(shí)時的，一致性的關(guān)聯(lián)，即使對數(shù)據(jù)進(jìn)行了更改，立馬就可以在其他方面進(jìn)行相應(yīng)的修改。其次是BIM技術(shù)能夠使設(shè)計協(xié)調(diào)，沖突監(jiān)測，合理安排施工計劃。

2.4信息的互用性

應(yīng)用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的互用性，充分保證了信息經(jīng)過傳輸與交換以后，信息前能夠保持一致性。想要實(shí)現(xiàn)互用性就是BIM模型中所有數(shù)據(jù)只需要進(jìn)行一次性的采集和輸入，可以在整個設(shè)施的全生命周期的進(jìn)行信息共享。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.1在施工場地分析中的應(yīng)用

對建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不僅僅需要保證建筑結(jié)構(gòu)自身的安全性和功能性，還需要滿足建筑物與現(xiàn)場地形環(huán)境和周邊環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。而BIM技術(shù)就可以導(dǎo)入地理環(huán)境信息，通過模擬場地環(huán)境，建立建筑物模型，進(jìn)行有建筑工程施工場地環(huán)境進(jìn)行分析。通過BIM技術(shù)對建筑物和場地進(jìn)行綜合整合，確定最佳建筑施工場地，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率。

3.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

在以往建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對工程投資和造價的分析往往是通過前人的經(jīng)驗(yàn)來確定，這就導(dǎo)致建筑工程投資的浪費(fèi)。而通過在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用BIM技術(shù)，可以對分析建筑工程建造成本，通過建立三維建筑模型，能夠?qū)?shù)字參數(shù)進(jìn)行局部的調(diào)整，選擇最優(yōu)最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案，從而能夠節(jié)約成本，使建筑工程經(jīng)濟(jì)最大化。

3.3結(jié)構(gòu)的可視性

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行操作都是在可視化的環(huán)境下完成的，這樣就有利于解決建筑規(guī)模比較大的工程，即便建筑結(jié)構(gòu)空間劃分越來越復(fù)雜，功能越來越多。通過BIM技術(shù)的可視化效果，能夠清楚準(zhǔn)確地查看結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計，這就能夠快速地確定設(shè)計的可行性。同時BIM技術(shù)還能夠模擬建筑環(huán)境和一些比較抽象的信息，比如應(yīng)力作用，溫度，熱舒適度，這些都可以通過可視化進(jìn)行表達(dá)。BIM技術(shù)還可以將建筑工程建設(shè)過程及各種相互關(guān)系表現(xiàn)出來。

3.4結(jié)構(gòu)的性能分析

在以往的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對結(jié)構(gòu)類型的選擇經(jīng)常是固定思維，設(shè)計人員往往缺乏分析能力，無法得出建筑工程完工了質(zhì)量情況以及結(jié)構(gòu)抗震情況。通過運(yùn)用BIM技術(shù)，在建筑建模完成后，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行全面分析，及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的地方，從而進(jìn)行調(diào)整，有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作效率。

3.5在建筑工程結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)信息模型當(dāng)中，不僅擁有比較豐富的數(shù)據(jù)和信息資料，同時還包括建筑工程設(shè)計思路和信息數(shù)據(jù)庫，并且與結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)的參數(shù)是相關(guān)聯(lián)的，它們相互聯(lián)系，能為設(shè)計人員提供豐富的參數(shù)和數(shù)據(jù)資料。通過信息數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，能為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供豐富的參數(shù)指標(biāo)，便利對各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行設(shè)計。此外，信息數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用還有利于及時更新相關(guān)數(shù)據(jù)，確保設(shè)計人員獲取更為詳細(xì)和全面的數(shù)據(jù)信息，也為提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果奠定基礎(chǔ)。總之，BIM技術(shù)滿足建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計需要，有利于設(shè)計人員實(shí)現(xiàn)更為安全、質(zhì)量、可靠的設(shè)計，對推動建筑工程設(shè)計數(shù)字化和信息化也具有重要意義。

3.6在鋼結(jié)構(gòu)建模設(shè)計中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)建模在建筑工程設(shè)計至關(guān)重要，直接關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與可靠。因此，必須將鋼結(jié)構(gòu)建模擺在突出位置，注重BIM技術(shù)應(yīng)用，有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。鋼結(jié)構(gòu)建模中，首先需要解決結(jié)構(gòu)連接和構(gòu)件布置等方面困難，目前鋼結(jié)構(gòu)連接主要采用梁柱連接、梁鋼連接、梁鉸接等形式。結(jié)構(gòu)設(shè)計中要結(jié)合具體需要，選用合適的連接形式，同時根據(jù)梁的高度對每部分構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，并給出相應(yīng)的參數(shù)設(shè)計。BIM技術(shù)還能提供參數(shù)共享，有利于設(shè)計人員合理控制螺栓數(shù)量和間距。在設(shè)計增強(qiáng)材料和連接構(gòu)件時，設(shè)計人員只需畫出樣本，并參考相應(yīng)的位置設(shè)計，就能夠確定增強(qiáng)件和連接件的準(zhǔn)確位置。終也有利于提高設(shè)計工作效率，增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量和設(shè)計效果，提升施工效率。

3.7在其它細(xì)節(jié)部位設(shè)計中的應(yīng)用

除了在結(jié)構(gòu)參數(shù)、鋼結(jié)構(gòu)建模設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)之外，在其他細(xì)節(jié)部位，比如建筑工程框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，建筑工程連接部位設(shè)計，也會用到BIM技術(shù)。作為建筑工程設(shè)計人員，應(yīng)該加強(qiáng)BIM技術(shù)學(xué)習(xí)，熟練掌握應(yīng)用流程，在建筑工程設(shè)計每個細(xì)節(jié)和部位都能巧妙應(yīng)用BIM技術(shù)，促進(jìn)建筑工程設(shè)計水平提升。

4結(jié)語

綜上所述，隨著社會科技的發(fā)展，BIM技術(shù)的出現(xiàn)大大的促進(jìn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了很大的方便。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)可視化，有利于保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中運(yùn)用BIM技術(shù)的大勢所趨。因此這建筑行業(yè)中，相關(guān)人員應(yīng)該及時進(jìn)行專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，早日掌握BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運(yùn)用，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效率，推進(jìn)我國建筑行業(yè)又好又快的發(fā)展，加快我國現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]李軾，王科亮，劉媛.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材，2015，14（3）：34.

[2]董濟(jì)豪.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材，2014，14（16）：15.