BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

李曉音

摘? 要：近年來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度越來(lái)越快，推動(dòng)了城市化進(jìn)程。在這種形勢(shì)之下我國(guó)建筑規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，在建筑活動(dòng)當(dāng)中所融入的新技術(shù)也越來(lái)越多。文章結(jié)合筆者工作實(shí)際，對(duì)BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中所存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并對(duì)具體應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）26-0091-02

Abstract： In recent years， the speed of social and economic development is getting faster and faster， which promotes the process of urbanization. In this situation， the construction scale of our country is also expanding， and more and more new technologies are integrated into the construction activities. Based on the author's work practice， this paper analyzes the problems existing in the structural design of building engineering with BIM technology， and discusses the specific application fields.

Keywords： BIM technology; structural design of building engineering; application research

引言

建筑物的建設(shè)質(zhì)量是非常重要的，將會(huì)直接影響到建筑物的使用壽命和人們的生命安全。要想提高建筑物的建設(shè)質(zhì)量就必須要做好設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)方面的工作，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。因此，必須要充分利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)方面的工作。BIM技術(shù)在我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中占據(jù)著重要地位，尤其是在動(dòng)態(tài)控制、模型建造以及綠色可持續(xù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，工作人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中要充分利用和挖掘BIM技術(shù)的功能，來(lái)提高設(shè)計(jì)活動(dòng)的準(zhǔn)確性和安全性。且可以通過(guò)三維建模和可視化技術(shù)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案存在的不足，讓設(shè)計(jì)方案更加精細(xì)，更加完整。

1 BIM技術(shù)的概念分析以及建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 BIM技術(shù)的概念分析

BIM是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱(chēng)，是以現(xiàn)代化信息技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的軟件工具，在建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中通過(guò)自身可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性以及可出圖性的功能，對(duì)建筑信息資源進(jìn)行收集和處理，以計(jì)算機(jī)作為載體將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。以此，來(lái)檢設(shè)計(jì)圖紙的可實(shí)施性，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中是否存在漏洞，進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)調(diào)整，從而避免重復(fù)施工、反復(fù)施工的問(wèn)題，指導(dǎo)后期建設(shè)工程有序的開(kāi)展，達(dá)到降低成本的目的。

1.2 目前BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

BIM技術(shù)雖然已經(jīng)運(yùn)用到我國(guó)建筑領(lǐng)域當(dāng)中，具有廣闊的發(fā)展空間，但是這些都是體現(xiàn)在表面層次的。該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展依然存在不少問(wèn)題，例如國(guó)內(nèi)企業(yè)使用的建筑模型數(shù)據(jù)并不統(tǒng)一，就容易在施工中造成模型重復(fù)和浪費(fèi)。但是各個(gè)企業(yè)為了自己的利益，很難達(dá)成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。另一方面就是BIM技術(shù)的理念在我國(guó)并沒(méi)有普及，依然是在小范圍內(nèi)使用，不少設(shè)計(jì)人員對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)就是軟件建模這個(gè)狹隘的概念，而沒(méi)有深入理解其應(yīng)用。與其說(shuō)BIM是一項(xiàng)技術(shù)，其實(shí)倒不如說(shuō)是一項(xiàng)設(shè)計(jì)理念，其要求是所有的參加人員都能基于統(tǒng)一的建筑模型，但是在現(xiàn)階段我國(guó)建筑工程中還沒(méi)有做到統(tǒng)一，各個(gè)環(huán)節(jié)之間沒(méi)有明確的模型交互數(shù)據(jù)，容易產(chǎn)生多次返工返修，從而導(dǎo)致工期延長(zhǎng)。

2 BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

2.1 控制設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)

建筑工程活動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜且長(zhǎng)期的過(guò)程，是需要嚴(yán)格的施工計(jì)劃進(jìn)行施工指導(dǎo)的，而不科學(xué)、不全面的設(shè)計(jì)施工方案將會(huì)直接影響到工程建設(shè)的周期和質(zhì)量，直接給企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)負(fù)面影響。通過(guò)BIM技術(shù)可以對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行跟進(jìn)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的，從而建立起一個(gè)完整的建筑參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。且每個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)都具有著各種各樣的聯(lián)系，這樣當(dāng)建筑活動(dòng)當(dāng)中某一個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，就可以看到后期建筑參數(shù)的變化情況，則可以更好的指導(dǎo)后期實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，保證工程可以按時(shí)、按質(zhì)、按量的完成。

2.2 制作虛擬模型

BIM技術(shù)是以現(xiàn)代信息化技術(shù)為基礎(chǔ)的，并通過(guò)相關(guān)的軟件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)定，所以可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行模型建造，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中設(shè)計(jì)工作者可以更加全面地了解自身的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。通過(guò)該技術(shù)當(dāng)中的建造模型功能，可以在電腦上將建筑模型以三維的方式展現(xiàn)出來(lái)，而模型演示并不是主要的目的，而是在虛擬的環(huán)境之下對(duì)建筑物各方面的功能進(jìn)行評(píng)估審核，比如說(shuō)建筑物平衡受力情況、地面壓力承受力以及建筑各個(gè)部分都存在重力等等。該技術(shù)是非常重要，尤其是目前我國(guó)建筑物的構(gòu)造越來(lái)越復(fù)雜，在城市高層建筑、個(gè)性化建筑當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用，可以對(duì)建筑物每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行放大肢解，驗(yàn)證施工計(jì)劃的可實(shí)施性。并且，在三維建模當(dāng)中還可以?xún)?yōu)化建筑物當(dāng)中的管道安裝、機(jī)電安裝，最大限度的提高布局的合理性，強(qiáng)化細(xì)節(jié)技術(shù)操作，避免后期工程當(dāng)中出現(xiàn)安裝技術(shù)性問(wèn)題。最后，在造型模擬分析活動(dòng)當(dāng)中，設(shè)計(jì)者可以更為直觀清晰地了解到外地情況之下建筑物所出現(xiàn)的損害情況，比如說(shuō)在地震、泥石流環(huán)境當(dāng)中，整個(gè)建筑物對(duì)碰撞的承受能力，而這些都是平面設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中無(wú)法展現(xiàn)出來(lái)的，有利于對(duì)建筑物的性能進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化[1]。

2.3 BIM技術(shù)的應(yīng)用思路

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中并沒(méi)有開(kāi)展相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，主要是一個(gè)設(shè)計(jì)構(gòu)想以及理念運(yùn)用，因此在設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中設(shè)計(jì)者需要圍繞設(shè)計(jì)理念進(jìn)行，需要有一定的應(yīng)用思路。首先，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該在特定的平臺(tái)上進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，比較常用的就是Revit+Magicad+BIMcheck平臺(tái)，在該平臺(tái)當(dāng)中設(shè)計(jì)者可以和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行協(xié)作，進(jìn)行協(xié)同建模，建立中性數(shù)據(jù)庫(kù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中的漏洞并做好相關(guān)的數(shù)據(jù)修正工作，以此來(lái)提高設(shè)計(jì)稿的質(zhì)量。其次，設(shè)計(jì)單位要充分利用和挖掘BIM技術(shù)的相關(guān)功能，比如參數(shù)化設(shè)計(jì)、性能模擬等技術(shù)手段，并通過(guò)簡(jiǎn)單的演示和建筑企業(yè)以及業(yè)主進(jìn)行溝通交流，以此來(lái)提高計(jì)劃的可實(shí)施性，完善建筑物的性能，提高方案的設(shè)計(jì)質(zhì)量。最后，則是充分利用3D可視化技術(shù)，進(jìn)行更為高效的信息共享以及在設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)據(jù)上的溝通交流，以此來(lái)降低圖紙修改的頻率，避免計(jì)劃的頻繁變更，以此提高設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)效率。簡(jiǎn)而言之，該技術(shù)可以充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算功能，增強(qiáng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性，避免數(shù)據(jù)計(jì)算出錯(cuò)，以及在主觀經(jīng)驗(yàn)引導(dǎo)之下所發(fā)生錯(cuò)誤性設(shè)計(jì)，從根本上避免了建設(shè)過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)建設(shè)失誤，以及造成重大安全事故，有利于促進(jìn)我國(guó)建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提高我國(guó)建筑企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2.4 可持續(xù)設(shè)計(jì)

目前可持續(xù)的發(fā)展理念是社會(huì)所提倡的，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中，也應(yīng)該從可持續(xù)的角度出發(fā)，做好設(shè)計(jì)工作。比如充分利用各種設(shè)備軟件對(duì)建筑物周?chē)牡乩憝h(huán)境進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)采集，以及綜合分析，比如說(shuō)該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、巖石分布情況，平均每天的光照時(shí)間以及光照強(qiáng)度，以及其他非自然因素，例如周?chē)欠裼泄S分布、是否存在噪音或者是其他污染的情況。然后根據(jù)采集出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，從而體現(xiàn)建筑物當(dāng)中的人文設(shè)計(jì)，將經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益統(tǒng)一起來(lái)，優(yōu)化建筑環(huán)境，最大限度的提高建筑物的居住舒適感，降低甚至避免業(yè)主和建筑方后期出現(xiàn)矛盾糾紛。

2.5 在綠色設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

綠色設(shè)計(jì)是目前建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中所提倡的理念，也符合目前消費(fèi)者所追求的低碳消費(fèi)，而綠色設(shè)計(jì)的難度也是比較高的，設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中的影響因素也比較多。在設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中，設(shè)計(jì)者可以充分利用BIM技術(shù)，對(duì)建筑物的節(jié)能性能進(jìn)行全方面的研究和開(kāi)采，尤其是在建筑物采光、通風(fēng)以及日照等方面，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中必須要結(jié)合人體對(duì)于環(huán)境舒適度的數(shù)據(jù)，要從人體最佳體驗(yàn)感出發(fā)。比如在屋頂設(shè)計(jì)活動(dòng)當(dāng)中，可以充分利用保溫、蓄熱系數(shù)比較大、隔熱效果明顯的材料，在冬季提高室內(nèi)的溫度，在夏季可以很好的隔離外界的熱度。通過(guò)提高建筑物這方面的信賴(lài)，讓人體減少對(duì)各種電氣設(shè)備的依賴(lài)，比如說(shuō)風(fēng)扇、空調(diào)以及暖氣設(shè)備等等，從而達(dá)到節(jié)約資源，綠色生活的目的。綠色設(shè)計(jì)是未來(lái)設(shè)計(jì)領(lǐng)域當(dāng)中必然的發(fā)展趨勢(shì)，因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)該不斷深入這方面的研究，從保護(hù)自然環(huán)境的角度出發(fā)[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)城市建筑活動(dòng)越來(lái)越復(fù)雜，尤其是近年來(lái)建筑類(lèi)型逐漸朝向高層建筑的方向發(fā)展，更是增加了建筑安全事故發(fā)生的頻率，在這種情況之下設(shè)計(jì)工作者更應(yīng)該利用好BIM技術(shù)，做好建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，提升設(shè)計(jì)信息之間的共享率，提高團(tuán)隊(duì)合作的效率，增加設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性以及可實(shí)施性，落實(shí)建筑物領(lǐng)域中的綠色可持續(xù)發(fā)展理念。

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