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

朱佳明

摘 要：利用BIM技術(shù)手段，全面收集與呈現(xiàn)建筑中的建設(shè)材料、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、體系功能等參數(shù)信息，使其在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充當(dāng)著重要角色。隨著BIM技術(shù)手段不斷完善發(fā)展，只有熟練運(yùn)用BIM技術(shù)，并將BIM技術(shù)手段運(yùn)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，才能提高現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)效果，使其滿足當(dāng)代建筑發(fā)展的基本要求，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)代化社會(huì)主義建設(shè)協(xié)同發(fā)展。除此之外，由于BIM技術(shù)手段，通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，將過(guò)去傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成立體化設(shè)計(jì)樣式，可以帶給設(shè)計(jì)者、用戶、投資方等直觀的立體感受，提出行之有效的設(shè)計(jì)建議，使建筑設(shè)計(jì)的可行性、可靠性進(jìn)一步提升，推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用剖析

引言

隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理念的持續(xù)滲透，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在提高建筑設(shè)計(jì)效率的同時(shí)，也推動(dòng)了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)新，其中就包括BIM技術(shù)與建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的融合應(yīng)用。相比較傳統(tǒng)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可視化，根據(jù)可視化信息的多維呈現(xiàn)方式，發(fā)現(xiàn)建筑工程設(shè)計(jì)中存在的相關(guān)問(wèn)題，以便于及時(shí)進(jìn)行修改，從而保證了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、有效性。

1BIM技術(shù)的基本特點(diǎn)

作為現(xiàn)代工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的技術(shù)支撐，BIM技術(shù)在建立三維數(shù)據(jù)模型后，實(shí)現(xiàn)了工程信息數(shù)據(jù)的高效利用，有效地保證了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、全面性。從BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程來(lái)看，其應(yīng)用特點(diǎn)包括：其一，協(xié)調(diào)性，依托BIM技術(shù)后開(kāi)展工程設(shè)計(jì)，能在協(xié)調(diào)各結(jié)單元功能的基礎(chǔ)上，減少設(shè)計(jì)沖突問(wèn)題的發(fā)生，這提升了設(shè)計(jì)結(jié)果的表現(xiàn)效果。其二，模擬性，BIM技術(shù)的模型性不僅表現(xiàn)在其能模擬設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)，而且表現(xiàn)在其能對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)問(wèn)題集進(jìn)行模擬分析，找出合理解決措施。其三，優(yōu)化性，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含較多內(nèi)容，依托BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)各單元的組合優(yōu)化，確保結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和安全性。其四，BIM技術(shù)還有可視化和可出圖性的特點(diǎn)，這在提升設(shè)計(jì)效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)人員內(nèi)部、設(shè)計(jì)人員及施工人員的快速交流，提升了建筑而機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、系統(tǒng)性。

2BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1參數(shù)化設(shè)計(jì)

在BIM設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，都要以設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為主要的專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)核心，在此設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要增強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)重視性和程度，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，根據(jù)每個(gè)商品的實(shí)際價(jià)格，通過(guò)市場(chǎng)綜合比對(duì)，對(duì)商品原材料價(jià)格進(jìn)行一個(gè)商業(yè)化的定價(jià)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)技術(shù)的最大弊端太多，比如企業(yè)時(shí)效性數(shù)據(jù)太差，這主要是因?yàn)槠髽I(yè)人工效率低，他們只對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，造成技術(shù)數(shù)據(jù)過(guò)多，使企業(yè)技術(shù)人員將大量時(shí)間精力同時(shí)投入在非技術(shù)階段，不同的一點(diǎn)是BIM技術(shù)人員可以及時(shí)有效解決此類技術(shù)問(wèn)題。因此，這就非常需要在工程施工管理過(guò)程中，重視實(shí)際監(jiān)控工程質(zhì)量，找到其中存在漏洞，讓專業(yè)技術(shù)人員對(duì)工程質(zhì)量安全存在問(wèn)題，進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督檢查。

2.2突出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直觀性

BIM運(yùn)用Revit技術(shù)手段是立足于三維技術(shù)的條件下發(fā)展形成的科技手段之一，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，表現(xiàn)在利用該技術(shù)手段，可對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)的信息數(shù)據(jù)展開(kāi)有效收集，促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建，突出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直觀性與立體性。相較于其他專業(yè)而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直觀地展現(xiàn)，以便讓建筑設(shè)計(jì)者對(duì)運(yùn)用與影響狀況加以掌握，使建筑設(shè)計(jì)的互動(dòng)溝通效率不斷提升。然而，建筑設(shè)計(jì)利用建筑模型的直觀展現(xiàn)可以讓施工企業(yè)對(duì)建筑設(shè)立理念、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)形式等加以了解，進(jìn)一步體會(huì)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)理念，降低建筑工程的更改率，為施工企業(yè)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

2.3BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

隨著我國(guó)工程建筑項(xiàng)目的持續(xù)發(fā)展和提升，各種各樣新式的建筑裝飾材料和結(jié)構(gòu)形式也邁入了全新的階段。尤其是鋼結(jié)構(gòu)，在大跨度及大體量的工程項(xiàng)目運(yùn)用也逐漸地增多，很多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)都選用了鋼結(jié)構(gòu)體系。與此同時(shí)，BIM技術(shù)的運(yùn)用也有利于相關(guān)設(shè)計(jì)人員開(kāi)展對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)，輔助處理具體工程施工全過(guò)程中有可能出現(xiàn)的連接難題和運(yùn)用難題。比如，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的提升、吊裝難題，設(shè)計(jì)工作人員必須先從工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)上開(kāi)展總體設(shè)計(jì)，隨后在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)提升構(gòu)件或吊裝構(gòu)件在建筑項(xiàng)目中的實(shí)際運(yùn)用開(kāi)展模型剖析，依靠BIM技術(shù)的運(yùn)用對(duì)全部過(guò)程開(kāi)展復(fù)原和操縱，進(jìn)而更為形象化地展示出鋼架結(jié)構(gòu)提升件的功效和實(shí)際效果。此外，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中的節(jié)點(diǎn)連接難題，設(shè)計(jì)工作人員能夠先對(duì)鋼架結(jié)構(gòu)各位置中間節(jié)點(diǎn)連接的主要參數(shù)開(kāi)展分析，隨后在具體工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程中依靠BIM技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)節(jié)點(diǎn)連接方式開(kāi)展實(shí)際設(shè)計(jì)，進(jìn)而得到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)成果。在傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)分析過(guò)程中，通常必須投入較多的人力資源管理，經(jīng)過(guò)相對(duì)較長(zhǎng)的分析時(shí)間及論證才可以獲得相對(duì)的結(jié)果，依靠BIM技術(shù)的運(yùn)用可以對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的缺點(diǎn)和不足，開(kāi)展科學(xué)研究的提升和調(diào)節(jié)，進(jìn)而推動(dòng)整體建筑結(jié)構(gòu)，尤其是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)品質(zhì)的提高。

2.4可視化設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，大都采用CAD技術(shù)，形成設(shè)計(jì)圖紙，并將其發(fā)給施工方，然后施工方依據(jù)圖紙內(nèi)容施工。因結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作存在著較多的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)都需要全面分析構(gòu)件，再詳細(xì)展示出信息。而CAD技術(shù)不能對(duì)構(gòu)件細(xì)節(jié)全面進(jìn)行展示出來(lái)，并影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠構(gòu)建三維立體模型。將建筑結(jié)構(gòu)中的各構(gòu)件位置進(jìn)行展示，設(shè)計(jì)人員便能夠直觀的對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分析，對(duì)未滿足要求的構(gòu)件進(jìn)行完善。三維模型生成以后，設(shè)計(jì)就能夠?qū)Y(jié)構(gòu)科學(xué)規(guī)劃。BIM技術(shù)的可視化功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)化分析，以得到最優(yōu)方案。

2.5規(guī)劃建筑空間

空間規(guī)劃是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，同時(shí)也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初始環(huán)節(jié)。首先在確定建設(shè)區(qū)域后，設(shè)計(jì)人員需對(duì)該區(qū)域進(jìn)行空間規(guī)劃，例如，當(dāng)面臨較為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)和地狀況時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅要考慮建筑區(qū)域的坡向，而且需對(duì)坡高、斜率等因素做深入分析，整體設(shè)計(jì)難度較大。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)GIS技術(shù)進(jìn)行建設(shè)區(qū)域相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，建立BIM三維模型，并將獲得的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)納入模型當(dāng)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)資料的矢量標(biāo)記，然后全方位、多角度地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在完成分析控制后，可開(kāi)展空間規(guī)劃和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)看，大量數(shù)據(jù)的捕獲和應(yīng)用，為建筑空間規(guī)劃創(chuàng)造了有利條件。尤其是在坡向、坡高、建筑物內(nèi)部設(shè)計(jì)中，其能系統(tǒng)開(kāi)展視野分析、可視度分析，然后對(duì)具體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容進(jìn)行功能調(diào)試，這有效地提升了建筑空間設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足了三維空間規(guī)劃的實(shí)際情況。

結(jié)語(yǔ)

隨著人們生活品質(zhì)水平的逐步提升，人們對(duì)于現(xiàn)代建筑的技術(shù)要求也進(jìn)一步提高，現(xiàn)代建筑的各種樣式以及各種功能結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜，給作為建筑師的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的工作帶來(lái)了非常大的技術(shù)難度。因此建筑相關(guān)的工程設(shè)計(jì)管理人員一定要在日常建筑工作管理過(guò)程中認(rèn)真進(jìn)行對(duì)BIM技術(shù)的合理推廣應(yīng)用，并對(duì)工程設(shè)計(jì)與建筑施工管理過(guò)程工作中的矛盾問(wèn)題進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，使得建筑施工工作效率以及建筑施工過(guò)程質(zhì)量性能大大提升。

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