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

彭寶瑩 楊志杰 李 娜

（1青島萬達(dá)東方影都投資有限公司，山東 青島 266000；2、3.青島騰遠(yuǎn)設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司，山東 青島 266000）

引言

BIM技術(shù)在我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有效的提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與合理性，為了能夠更好的在我國普及和開發(fā)這種先進(jìn)的技術(shù)，首先就應(yīng)該對BIM技術(shù)的發(fā)展以及優(yōu)勢、概念、設(shè)計(jì)理念等方面進(jìn)行深入研究，文章針對建筑結(jié)構(gòu)中的 BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析探討。

一、BIM技術(shù)概述

在建筑形式和數(shù)量不斷增多的前提下，工程項(xiàng)目中所涉及的信息量也越來越大，這些信息如果得到及時(shí)收集，并加以利用，那么對于其他建筑工程的建設(shè)將會具有極大的推動作用。不但能夠縮短工期，還能夠加有效節(jié)約成本，提高施工質(zhì)量，除此之外還能夠更好的避免很多施工事故的發(fā)生，因此，信息技術(shù)在我國建筑工程中的優(yōu)勢非常顯著。但是現(xiàn)階段，我國還是應(yīng)該采取一定的措施更好的發(fā)展和推廣這項(xiàng)技術(shù)，這樣才能夠?qū)⒋渭夹g(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，有效的節(jié)約成本，提高施工效率以及施工安全保障。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，我國相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該全方面，高效率的對BIM技術(shù)的核心技術(shù)原理進(jìn)行研究，可以說，此項(xiàng)技術(shù)是我國建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新起點(diǎn)，是一次革命性的開始，因此具有非常巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

二、BIM模型所包含的設(shè)計(jì)項(xiàng)目

1.構(gòu)件方面

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)中具有非常重要的作用，其中內(nèi)容很豐富，包括構(gòu)建材料、幾何尺寸以及荷載等信息，這些信息能夠非常直觀的顯示出來，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員能夠隨時(shí)進(jìn)行使用和分享。尤其是在結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方面，BIM技術(shù)的使用，能夠快速和直接進(jìn)行構(gòu)件作用的判斷，將梁、板以及墻、柱等部分的信息進(jìn)行定義，同時(shí)能夠?qū)B接構(gòu)件做出更加合理的判定，這樣是為了更好的將其與節(jié)點(diǎn)的進(jìn)行匹配，這樣就能夠?qū)⑺⒛Ｐ偷男畔⑦M(jìn)行科學(xué)地參數(shù)計(jì)算。比如，建筑設(shè)計(jì)中的混凝土構(gòu)件，BIM技術(shù)能夠?qū)⑵涫褂昧康亩嗌僖约颁摻畹挠昧窟M(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，并將其現(xiàn)實(shí)在模型信息中。

2.整體層次關(guān)系

使用BIM技術(shù)，必須要建模，而模型的構(gòu)件需要大量的信息數(shù)據(jù)，在虛擬的條件下，模型能夠非常正確完整將結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，為人們提供最合理、最具可行性的施工方案，同時(shí)，還可以緩解施工過程中所產(chǎn)生的突發(fā)問題，協(xié)調(diào)各部分施工之間的關(guān)系，BIM技術(shù)可以及時(shí)搜集并整理各種施工信息，并實(shí)現(xiàn)分享，施工人員以及技術(shù)人員在需要的時(shí)候可以隨時(shí)進(jìn)行查閱和使用，為建筑結(jié)構(gòu)整體分析計(jì)算提供更多依據(jù)。

三、BIM模型的層次應(yīng)用

1.BIM模型的集成化應(yīng)用

BIM模型采用的是參數(shù)化的描述方式，這種方法是目前最合理的信息單元描述方式，能夠非常準(zhǔn)確的將建筑結(jié)構(gòu)中的梁、墻以及柱等部分建立模型，在建立模型的時(shí)候，建筑物實(shí)際上就是真實(shí)的展現(xiàn)過程中，其內(nèi)部信息以及內(nèi)涵都會被描述出來。另外，在建立模型的這個(gè)過程中，系統(tǒng)還會對結(jié)構(gòu)中大量物理信息進(jìn)行全面的分析，進(jìn)行分類處理。技術(shù)人員能夠更加直觀，便捷、多方位的對建筑物的構(gòu)造情況進(jìn)行了解，從而有效避免很多設(shè)計(jì)上失誤，以及事故的發(fā)生。

2.參數(shù)形成和編輯

BIM技術(shù)的核心就是利用數(shù)據(jù)庫模型體現(xiàn)出各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，這使很多結(jié)構(gòu)模型都和實(shí)體結(jié)構(gòu)參數(shù)相互一致，參數(shù)在形成模型化后，會根據(jù)不同的構(gòu)件特征形成相互的規(guī)則性，使模型設(shè)計(jì)能夠和實(shí)際施工相互聯(lián)系。

3.信息共享和交換

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，BIM模型能夠直接讀取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的信息，并且結(jié)合這些信息建立完整的結(jié)構(gòu)分析模型。三維模型的結(jié)構(gòu)布置保持與分析模型相互一致的狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)狀態(tài)得到高度的統(tǒng)一，建筑信息模型在傳統(tǒng)的模型分析上往往以數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，BIM在讀取數(shù)據(jù)的過程中，使數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為自身的結(jié)構(gòu)形式，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程中的資源共享，以此提高資源的協(xié)調(diào)應(yīng)用能力。

四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM應(yīng)用的難點(diǎn)

1.應(yīng)用BIM技術(shù)的三維設(shè)計(jì)工具軟件（Revit 釆等）用了較多的模塊參變量和系統(tǒng)參數(shù)，與二維創(chuàng)建視圖技術(shù)有很大的不同，軟件需要兼顧與二維設(shè)計(jì)習(xí)慣的一致性，所以模塊參變量和系統(tǒng)參數(shù)比常規(guī)工具軟件要復(fù)雜很多倍，這就使得應(yīng)用中因?yàn)橄到y(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或參數(shù)與參數(shù)之間不匹配而導(dǎo)致很多意想不到的問題。

2.在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，很多結(jié)構(gòu)形式十分特殊，這就需要特殊的結(jié)構(gòu)模塊對其進(jìn)行控制，但是三維圖形和剖面視圖不能形成理想的施工效果，很多設(shè)計(jì)者會因此放棄BIM技術(shù)，而使用原始的二維繪圖設(shè)計(jì)方案

3.結(jié)構(gòu)工程師在建立 BIM模型時(shí)，注重的問題主要是物理模型能否自動生成平法施工圖文檔，以及能否正確轉(zhuǎn)化為可以被結(jié)構(gòu)分析軟件認(rèn)可的結(jié)構(gòu)分析模型。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性分析計(jì)算是首要環(huán)節(jié)和重要問題。BIM建立的是完全的數(shù)據(jù)庫式模型，從理論上來說，實(shí)現(xiàn)BIM物理模型與結(jié)構(gòu)分析模型之間的雙向鏈接是完全可行的。

五、BIM在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的處理辦法

1.建立完整的項(xiàng)目樣板

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，項(xiàng)目樣板是所有設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)，而項(xiàng)目樣板設(shè)計(jì)所包含內(nèi)容很多，具體為標(biāo)準(zhǔn)化處理的線型、字體以及符號等方面。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠快速有效的建立完整的樣板，并且能夠避免很多必要的重復(fù)，減少無用功，提高工作效率，現(xiàn)階段，我國已經(jīng)建立了一套符合我國實(shí)際情況的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)能夠?qū)ξ覈Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控并能夠更具不同用戶的需求，有針對性的進(jìn)行指導(dǎo)。

2.設(shè)計(jì)符合要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件

在建筑結(jié)構(gòu)中，梁、柱以及樓板等都是非常重要的基礎(chǔ)部件，因此這些部件對于建筑來說，有著非常重要的支撐作用，通常來說，它們一般為預(yù)制部件、現(xiàn)澆部件以及各種更結(jié)構(gòu)部件等。設(shè)計(jì)的時(shí)候，要從建筑物的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)不同需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這些形式中，比較常用的就是現(xiàn)澆部件。設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的選擇，部件功能不同，澆筑的方式也不同，要最大限度減少不同因素之間的沖突反映。保障結(jié)構(gòu)部件的作用能夠得以有效發(fā)揮。

3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的平法表示

在鋼筋混凝土施工圖繪制中，通常采用平面方法進(jìn)行表示，在圖紙上采取特殊的標(biāo)點(diǎn)符號進(jìn)行標(biāo)注，施工技術(shù)人員通過工藝轉(zhuǎn)換形成樣圖。BIM技術(shù)可以使平面表示法的內(nèi)容多環(huán)節(jié)和多角度展示，BIM模型能夠更加輕松的提取出關(guān)鍵數(shù)據(jù)和核心信息，以滿足施工時(shí)間和放樣需求。

結(jié)束語

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之所以越發(fā)重要，是因?yàn)槲覈慕ㄖ?shù)量不斷增多，同時(shí)樓層數(shù)量以及高度都在增加，這意味著建筑的抗震性能以及穩(wěn)定性必須要不斷加強(qiáng)，因此科學(xué)的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確保建筑結(jié)構(gòu)能夠承受各種環(huán)境下的外力作用，這樣才能夠確保國家以及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠有效提高設(shè)計(jì)的合理性，可行性同時(shí)兼具經(jīng)濟(jì)性，最大限度提高建筑質(zhì)量，為國家和人們的利益提供保障。

[1]董濟(jì)豪.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材.2014(16)

[2]龍輝元.BIM技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討與案例[J].土木建筑工程信息技術(shù).2010(04)