BIM技術(shù)在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用分析

【摘要】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)直接影響整個(gè)建筑日后的使用安全和使用年限，在建筑施工過(guò)程中有著舉足輕重的作用。BIM建筑技術(shù)的應(yīng)用能夠修正當(dāng)下高層建筑施工中存在的表現(xiàn)力差，信息量不足等問(wèn)題，而且BIM技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)的緩存有效的建立起聯(lián)系，大大的降低了傳統(tǒng)高層建筑的問(wèn)題。本文通過(guò)闡述BIM技術(shù)的概述和優(yōu)勢(shì)和在高層建筑施工中的難點(diǎn)，從而提出BIM技術(shù)在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中的實(shí)施路徑。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);高層建筑;建筑結(jié)構(gòu);應(yīng)用分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.121

國(guó)家在近些年對(duì)建筑行業(yè)一直倡導(dǎo)創(chuàng)新、開(kāi)放、綠色、協(xié)調(diào)的發(fā)展理念，隨著科技的進(jìn)步，信息技術(shù)不斷的發(fā)展，BIM技術(shù)也得到了創(chuàng)新，這種技術(shù)在高層建筑施工中應(yīng)用后在成本控制、設(shè)計(jì)方案優(yōu)化等方面優(yōu)化明顯，BIM技術(shù)也得到了完善和更新。

1、BIM技術(shù)的概述和優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)又被成為建筑信息化管理技術(shù)，是當(dāng)代建筑行業(yè)中的全新建筑理念，在BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)理念下整個(gè)建筑模型不僅僅包含基礎(chǔ)的幾何構(gòu)架還包含建筑性格和功能模塊，在整個(gè)BIM建筑技術(shù)體系中設(shè)計(jì)者和管理者可以實(shí)現(xiàn)信息的全覆蓋，對(duì)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量都有著很好的控制。BIM技術(shù)通過(guò)幾十年的發(fā)展已經(jīng)得到了理論和實(shí)踐的雙重認(rèn)可。

1.1設(shè)計(jì)可視化

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，一般都是通過(guò)設(shè)計(jì)圖紙來(lái)進(jìn)行呈現(xiàn)，設(shè)計(jì)者和施工者都需要通過(guò)二維的圖紙?jiān)谀X中構(gòu)建三維的立體化建筑模型。BIM技術(shù)應(yīng)用后，就不再需要這么復(fù)雜的思考過(guò)程，把建筑中的各種參數(shù)輸入系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)會(huì)按照固定的數(shù)值去構(gòu)建三維立體圖形，這不但解決了設(shè)計(jì)者在工作中的困難，還能夠讓施工者以更加直觀的看到最終的效果。在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了問(wèn)題，也可以根據(jù)效果圖型進(jìn)行討論和分析，數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)的出現(xiàn)提示。

1.2施工協(xié)調(diào)化

BIM的協(xié)調(diào)性主要體現(xiàn)在對(duì)信息和結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)上，BIM技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ畔⑦M(jìn)行全面的整合與搜集，在正式開(kāi)工之前協(xié)調(diào)各個(gè)部門(mén)的工作內(nèi)容。從結(jié)構(gòu)上協(xié)調(diào)各個(gè)建筑模塊之間的關(guān)系，例如電梯井和管道設(shè)置、樓道和防火區(qū)設(shè)置等。

1.3模擬化施工

BIM的技術(shù)可以在虛擬空間中實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等功能，尤其是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，高層建筑的結(jié)構(gòu)本身就很復(fù)雜，要求的精細(xì)程度也很高。為了能夠使房屋的采光效果達(dá)到最好，利用模擬空間進(jìn)行計(jì)算，得到的最終效果可以實(shí)現(xiàn)收益的最大化。

2、BIM技術(shù)在高層建筑施工中的難點(diǎn)

2.1 BIM技術(shù)設(shè)計(jì)工具軟件難度系數(shù)較大

利用BIM技術(shù)繪制三維設(shè)計(jì)圖紙的過(guò)程中需要使用多種模塊的系統(tǒng)參數(shù)，對(duì)比傳統(tǒng)建筑工藝中的平面設(shè)計(jì)，三維立體設(shè)計(jì)需要更多的思維轉(zhuǎn)換，難度級(jí)別也提升了很多，所以在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，各種參數(shù)的不確定和不規(guī)范都會(huì)給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)很多的困難，從這個(gè)角度來(lái)看，就需要更有專(zhuān)業(yè)性，更有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行工作，而培養(yǎng)一個(gè)能夠承擔(dān)這項(xiàng)工作的工程師需要大量的時(shí)間和精力，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)人員的技術(shù)支持，BIM技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)受到較大的限制。

2.2 BIM技術(shù)應(yīng)用范圍較小

在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中使用BIM技術(shù)后會(huì)讓系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行的模塊知識(shí)量變少，因?yàn)楝F(xiàn)代建筑自身有獨(dú)特的屬性，需要特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，所以提升建筑的安全性就顯得十分的重要。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的2D技術(shù)和現(xiàn)代BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍幾乎是一致的，且在某些方面BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也不是很明顯，這就導(dǎo)致了很多設(shè)計(jì)單位沒(méi)有采用BIM技術(shù)。

2.3在不同的操作平臺(tái)上不能實(shí)現(xiàn)信息的共享

雖然在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中利用BIM技術(shù)能夠較好的轉(zhuǎn)化平面圖紙實(shí)現(xiàn)立體效果，但是工作人員若是不能準(zhǔn)確的掌握此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際功能就沒(méi)有辦法做好設(shè)計(jì)，甚至讓標(biāo)準(zhǔn)的文檔缺乏準(zhǔn)確的施工信息，而且在不同平臺(tái)中不能實(shí)現(xiàn)信息的共享。

3、BIM技術(shù)在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中的實(shí)施路徑

3.1設(shè)計(jì)前的模擬設(shè)計(jì)

模擬性是BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)，利用專(zhuān)業(yè)技術(shù)軟件把目標(biāo)建筑虛擬成三維立體圖形，尤其是在高層建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，會(huì)讓所有的問(wèn)題變得更加的直觀，讓設(shè)計(jì)的效果更加清晰的呈現(xiàn)。具體表現(xiàn)為：設(shè)計(jì)的前期，建筑工程師對(duì)消防等重要問(wèn)題進(jìn)行虛擬情景演示，在消防栓位置、建筑材料使用等方面都進(jìn)行逐一的模擬從而獲得最佳的解決方案。在模擬演示的過(guò)程中還可以結(jié)合實(shí)際施工中的各種參數(shù)，這樣便可以有效的降低返工率，保證了施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。在建筑設(shè)計(jì)施工招投標(biāo)的過(guò)程中，利用BIM技術(shù)呈現(xiàn)的效果會(huì)更加的高效，還能夠模擬施工中的重要節(jié)點(diǎn)和突發(fā)事件處理，這樣在建筑承包的招投標(biāo)過(guò)程中更加容易的獲得勝利。

3.2設(shè)計(jì)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)控制

BIM技術(shù)利用信息的收集整理分析實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑施工全過(guò)程的動(dòng)態(tài)的監(jiān)控控制，對(duì)比傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)基本都是一靜態(tài)的監(jiān)控作為主要的工作，建筑管理者一般是采用目標(biāo)數(shù)據(jù)與建筑施工數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比來(lái)分析接下來(lái)的施工走向。這樣的方式一旦出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致較大的安全事故，帶來(lái)的后果是沒(méi)有辦法估量的。采用BIM技術(shù)后會(huì)對(duì)施工的全過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳和分析，某一個(gè)指標(biāo)出現(xiàn)問(wèn)題后會(huì)在第一時(shí)間預(yù)警，動(dòng)態(tài)的監(jiān)控為建筑的質(zhì)量有著很好的保護(hù)作用。另外，BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑施工管理的預(yù)測(cè)上，虛擬模擬的模型會(huì)設(shè)置數(shù)據(jù)的合理范圍，若是出現(xiàn)數(shù)據(jù)的偏差，即使沒(méi)有出現(xiàn)安全事故，也能夠給管理者預(yù)警，讓所有人都在某些方面注意，提高警惕，這樣更加能夠保證施工的安全系數(shù)。

3.3高層建筑結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性設(shè)計(jì)

現(xiàn)代建筑行業(yè)一直倡導(dǎo)綠色、協(xié)調(diào)的發(fā)展理念，這也是未來(lái)的發(fā)展方向，是時(shí)代的必然趨勢(shì)，那么BIM技術(shù)在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用也因?yàn)檫@個(gè)原因變得十分的必要。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)理念把大部分的精力和關(guān)注點(diǎn)都放到了建筑自身上，忽略了與周?chē)h(huán)境之間的平衡協(xié)調(diào)問(wèn)題，這就容易造成與社會(huì)環(huán)境和自然環(huán)境方面的沖突。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)周?chē)h(huán)境的影響至關(guān)重要，尤其實(shí)在目前城市化進(jìn)程如此飛速的背景下，更應(yīng)該作為設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)要素進(jìn)行思考。利用BIM技術(shù)就可以將建筑設(shè)計(jì)中的很多要素納入到設(shè)計(jì)的參數(shù)指標(biāo)中，例如，地理環(huán)境中的動(dòng)植物、巖石、水文等，在施工的過(guò)程中會(huì)不會(huì)損害生態(tài)環(huán)境，這些都可以利用現(xiàn)代軟件進(jìn)行分析。高層建筑的采光問(wèn)題一直是受到關(guān)注的，我們?cè)诳紤]建筑物采光的同時(shí)，還需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況分析建筑物本身會(huì)不會(huì)對(duì)周?chē)a(chǎn)生遮擋的情況，這些問(wèn)題在BIM技術(shù)軟件中分析后會(huì)得出相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果，在施工前就可以去溝通，這樣就能夠避免是工中產(chǎn)生矛盾，從而保證了施工進(jìn)程。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，BIM技術(shù)在高層建筑施工中應(yīng)用后會(huì)提升建筑企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)力，增強(qiáng)建筑施工的安全性，保證了建筑施工的進(jìn)度，是新時(shí)期建筑行業(yè)中的一項(xiàng)重要的技術(shù)革命。在近些年的實(shí)踐過(guò)程中BIM技術(shù)也不斷的成熟和改進(jìn)，雖然目前在應(yīng)用的過(guò)程中還存在這不足和有待改進(jìn)的地方，但是利用此項(xiàng)技術(shù)沒(méi)在大數(shù)據(jù)發(fā)展和信息化發(fā)展的背景下一定能夠?qū)⒔ㄖ袠I(yè)推向一個(gè)新的臺(tái)階。

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作者簡(jiǎn)介：

孟天賜（1995.06-）女，漢族，河北邯鄲人，本科，助理工程師，研究方向：建筑設(shè)計(jì)。