探析BIM 技術(shù)下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

索昊平 青海省建筑勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司

一、BIM 技術(shù)的概述

BIM（建筑信息化模型）的出現(xiàn)，帶來的不僅是技術(shù)，更應(yīng)該是新的工作流程及新的行業(yè)慣例。借助BIM 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，協(xié)同設(shè)計(jì)將與BIM 融合，成為設(shè)計(jì)手段本身的一部分。BIM 技術(shù)就是建筑信息模型技術(shù)，它的設(shè)計(jì)元素是建筑工程的基本構(gòu)件，通過將這些建筑構(gòu)建的物理特性、幾何特性等信息組合起來，建立一個(gè)建筑系設(shè)計(jì)方面的數(shù)據(jù)庫，通過這個(gè)數(shù)據(jù)庫，建立建筑工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)模型，滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)所需要的各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并且要對(duì)這些模型數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行插入、提取、編輯和更新。BIM 的參數(shù)之間都是相互聯(lián)系的，并不是獨(dú)立的，這樣就保證了建筑信息系統(tǒng)的完整性。

二、BIM 技術(shù)應(yīng)用的主要特征

1.高效性特征。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中互產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，成為設(shè)計(jì)者關(guān)注的重點(diǎn)問題，BIM 技術(shù)解決了設(shè)計(jì)人員的困擾，可以將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到適當(dāng)位置。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)發(fā)生變更時(shí)，BIM 系統(tǒng)將根據(jù)變化數(shù)據(jù)調(diào)整建筑工程模型，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行快速修改。BIM 技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)模擬施工的目標(biāo)，對(duì)建筑場景進(jìn)行還原。在BIM 技術(shù)的作用下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將更加高效。

2.協(xié)同性特征。BIM 技術(shù)具有突出的實(shí)用價(jià)值，其為設(shè)計(jì)人員、業(yè)主和施工方提供了互動(dòng)溝通的平臺(tái)，主體可以通過登錄平臺(tái)來傳達(dá)主體需求，實(shí)現(xiàn)單位之間的信息連接。設(shè)計(jì)人員在完成工作后，需要將模型信息發(fā)送給業(yè)主，在業(yè)主認(rèn)可的前提下指導(dǎo)施工方工作。BIM 技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)要素、建筑構(gòu)件要素等進(jìn)行檢測(cè)，分析構(gòu)件之間的影響要素，并提出削弱外部影響的策略。通過BIM 技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量將明顯提升，建筑工程項(xiàng)目可以滿足多方主體的需要。

3.信息化特征。BIM 技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的代表，集成了現(xiàn)代信息技術(shù)的強(qiáng)大功能，可以對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類儲(chǔ)存和分析管理，建構(gòu)科學(xué)的信息模型。建筑信息模型為后期項(xiàng)目建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑模型進(jìn)行優(yōu)化，確保各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性。BIM 技術(shù)構(gòu)建了信息平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以登錄信息平臺(tái)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的一體化。信息建模型以數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)，記載了建筑結(jié)構(gòu)信息、施工材料信息、建筑構(gòu)件信息等。

三、BIM 技術(shù)下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1. BIM 技術(shù)下的建筑模擬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析。BIM 技術(shù)是利用模擬建模的方式來呈現(xiàn)建筑中所需的數(shù)據(jù)資料的，通過此技術(shù)的應(yīng)用，可以使工程建設(shè)人員全面的了解施工的具體內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行細(xì)致的分析和研究，以提升工程建設(shè)的合理性。其優(yōu)勢(shì)在于：首先，可以對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和解決，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，提升施工方案的質(zhì)量，明確管理工作的重點(diǎn)，確保后期工作的正常開展；其次，在進(jìn)行招投標(biāo)工作中，可以通過此技術(shù)對(duì)提交方案進(jìn)行細(xì)致分析，進(jìn)而選擇出最適合的方案并應(yīng)用到工程建設(shè)中來，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工過程中成本的消耗情況，增加企業(yè)的效益。另外，使用此技術(shù)還可以對(duì)住宅結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化工作。通過對(duì)施工情況的模擬，來對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行收集和整理，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出其中存在的不足之處，從而將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化。

2. BIM 技術(shù)下的建筑結(jié)構(gòu)可視化設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是一項(xiàng)簡單的工作，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分析，展示建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的詳細(xì)信息。CAD 技術(shù)無法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行細(xì)節(jié)展示，在一定程度上會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)效性。為了避免出現(xiàn)上述問題，可以應(yīng)用BIM 技術(shù)，形成建筑結(jié)構(gòu)的三維立體模型。立體模型明確了各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行直觀分析，對(duì)不符合要求的建筑構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。在生成三維立體模型之后，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局調(diào)整和規(guī)劃安排，計(jì)算建筑物體量。BIM 技術(shù)是可視化過程中的重要技術(shù)，而可視化技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)考察，直至得到最佳設(shè)計(jì)方案。

3. BIM 技術(shù)下的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的難度比較大，以鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì)為例，在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅要考察構(gòu)件的位置、構(gòu)件之間的連接方式，還要找到構(gòu)件的連接點(diǎn)，確保構(gòu)件的穩(wěn)定性。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行連接時(shí)，必須要對(duì)連接梁的高度進(jìn)行測(cè)算，查看構(gòu)件的連接類型，并對(duì)每個(gè)構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。BIM 技術(shù)提供了三維立體模型，因此在開展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該先對(duì)模型中的構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，并合理控制螺旋數(shù)量等。在模型調(diào)整過程中，需要保證數(shù)據(jù)信息的快速接收，根據(jù)數(shù)據(jù)信息來繪制加速構(gòu)件。

4. BIM 技術(shù)下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出圖。BIM 技術(shù)條件下，出具的圖紙帶有明顯的立體感和層次性，這是其較各類傳統(tǒng)技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)之一，也是其可視化優(yōu)勢(shì)的一種延伸。BIM 技術(shù)下，人員先利用軟件完成建模，之后調(diào)整各項(xiàng)細(xì)節(jié)，出具帶有色彩和光特色的圖紙，施工人員能夠一目了然的了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心理念。如果建筑的規(guī)模較大，還可以就其細(xì)節(jié)進(jìn)行放大，出具具體的小范圍結(jié)構(gòu)圖紙，圖紙綜合考慮了和建筑總體的比例關(guān)系以及基本的外觀情況，并通過光特色表達(dá)了各結(jié)構(gòu)之間的位置關(guān)系，層次感、差異感十分明顯，設(shè)計(jì)人員還可以進(jìn)一步放大或者縮小圖紙進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，BIM技術(shù)出圖優(yōu)勢(shì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)得到體現(xiàn)。

四、結(jié)束語

綜上所述，BIM 技術(shù)下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅可以簡化工作流程，提高工作效率，而且可以使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的繪圖工作能夠?qū)崿F(xiàn)由以往的分布繪圖向多專業(yè)共同繪圖的發(fā)展，從而促進(jìn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。