BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究

文/ 顧習(xí)峰、馬傳靜、趙琳 青島騰遠(yuǎn)設(shè)計事務(wù)所有限公司 山東青島 266101

BIM 是近年來在建筑設(shè)計行業(yè)中新興的一種工程數(shù)字化設(shè)計工具，它能通過整體虛擬建筑信息模型實現(xiàn)全方位、全方面的土建設(shè)計及相關(guān)檢測、管網(wǎng)控制等工作，在當(dāng)前在建筑設(shè)計方面發(fā)揮了巨大功能。采用BIM 技術(shù)可以幫助設(shè)計師進行協(xié)同設(shè)計、建造全過程一體化和對建筑工程的智能化維護，也打破了傳統(tǒng)的不同工種之間的隔閡，提高整個建筑工程的施工效率，是我國未來建筑設(shè)計的重要支撐。

1、BIM 技術(shù)的特點

BIM在整個建筑領(lǐng)域，彰顯數(shù)字化的特征，讓建筑領(lǐng)域與信息技術(shù)緊密結(jié)合。BIM工程是一項系統(tǒng)工程，不是一個單位，或者一個專業(yè)，一個人能夠獨立完成，是需要參與建設(shè)的所有單位進行共同參與，共同協(xié)作。BIM技術(shù)共有五大特點：

可視化：可視化也就是“所見即所得”的形式，可視化可以在建筑施工之前就完成了模型的構(gòu)造，減少了參與人員自行想象的過程，現(xiàn)在建筑業(yè)的建筑形態(tài)變化多端，新型復(fù)雜的造型也在不斷推出，如果光靠人腦來進行思考可能會出現(xiàn)偏差。所以BIM提供了可視化的思路，增強整個項目的協(xié)同性，能讓整個項目的設(shè)計、建造、運營過程中都能夠可視化的狀態(tài)下進行。

協(xié)調(diào)性：采用BIM技術(shù)可以使得原本互相獨立的各專業(yè)設(shè)計相互關(guān)聯(lián)，相互協(xié)同。在施工過程中所有的環(huán)節(jié)都存在著協(xié)調(diào)及相配合的工作，如果出現(xiàn)溝通不暢或者協(xié)同難度大，同時能生成科學(xué)的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，幫助整個建筑環(huán)節(jié)順利進行。

模擬性：BIM可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物，采用虛擬數(shù)字技術(shù)在虛擬場景中進行操作，能夠進行需要模擬的一些東西上進行模擬實驗，從而來確定合理的施工方案，還能實現(xiàn)成本控制。

優(yōu)化性：優(yōu)化的過程受到三種東西的約束，就是信息、復(fù)雜程度和時間。如果沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)無法得出合理的優(yōu)化結(jié)果并且現(xiàn)代建筑物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，參與人員本身的處理能力有限，BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具能為復(fù)雜的項目提供合理的優(yōu)化。

可出圖性：BIM可以為可以業(yè)主出具科學(xué)的圖紙，設(shè)計出來的圖紙能可幫助設(shè)計單位的準(zhǔn)確性提高，并在原有的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新，讓整個建筑流程達(dá)到最優(yōu)化。

2、BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計中應(yīng)用重要性

在建筑工程設(shè)計中，通過建立科學(xué)的數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)了建筑設(shè)計由二維CAD 轉(zhuǎn)向BIM的過程，目前BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中應(yīng)用已經(jīng)在很多發(fā)達(dá)國家普及，當(dāng)前我國合理的政策和良好的房地產(chǎn)發(fā)展環(huán)境為BIM在建設(shè)計中的廣泛使用提供了可能性。例如：在一項建筑工程的設(shè)計中，由于建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，建筑難度比較大，同時驗收方對建筑工程的質(zhì)量和時間要求都比較嚴(yán)格，對工程設(shè)計提出了較高的要求，這時使用BIM技術(shù)能提高整體項目的設(shè)計效率，并根據(jù)不同的要求靈活的更改設(shè)計方式，根據(jù)項目的實際情況進行最合適的方案制定，嚴(yán)格控制了設(shè)計的質(zhì)量，提高了整體設(shè)計的效率。此外還能對工程的具體情況進行仿真設(shè)計和模擬施工，把整個施工過程情況都模擬出來，讓整個工程在設(shè)計好的情景下進行施工，極大的提高了工程設(shè)計的合理性和效率，而且創(chuàng)新了設(shè)計方案，使整個設(shè)計更多變適應(yīng)了未來建筑設(shè)計發(fā)展的趨勢。

3、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用

3.1 設(shè)計及構(gòu)造建筑復(fù)雜型體

BIM 技術(shù)的出現(xiàn)，對于復(fù)雜形體的建筑設(shè)計及建造應(yīng)用存在著極為重要的作用。通過將BIM技術(shù)得到的各種數(shù)據(jù)進行整合，將建筑中的層高信息、樓層數(shù)量、外墻高度等信息都結(jié)合進去進行多維曲線設(shè)計，得到系統(tǒng)科學(xué)的立體成果。同時BIM技術(shù)也能讓建筑設(shè)計師進行更大膽，創(chuàng)新的設(shè)計，發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，展示自己的思維能力，將自己腦中的想法在上面立體的展示出來，這樣能全方位的觀察到自己的設(shè)計，也能從中看見一些細(xì)節(jié)的不足，進一步優(yōu)化自己的設(shè)計效果，達(dá)到自己建筑設(shè)計的新境界，鍛煉自己更高超的設(shè)計能力。也能滿足人民生活所日益增長的對建筑復(fù)雜的需求，推動了我國建筑的飛速發(fā)展。

3.2 各專業(yè)協(xié)同設(shè)計的應(yīng)用

我們都知道，在當(dāng)前建筑工程設(shè)計過程中，所涉及到的內(nèi)容和具體模塊越來越多，并且整個工程內(nèi)部的人員架構(gòu)也越來越復(fù)雜，設(shè)計人員的工作任務(wù)不僅局限于相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。這些復(fù)雜的模塊設(shè)計需要的設(shè)計如果通過二維CAD來運作是不能設(shè)計的全面，在設(shè)計之前，設(shè)計人員應(yīng)該對整個建筑工程的情況有一定的了解，這樣才能將整個的設(shè)計進行有效融合，促使其能為整個建筑工程項目的協(xié)同合作做出有力的支撐，同時對各個施工人員的安全也提供了良好的保障，例如：電路和水路的設(shè)計應(yīng)該重點注意，如果二者分開工作極容易發(fā)生漏水漏電現(xiàn)象進而引發(fā)危險事故，通過BIM設(shè)計的整體規(guī)劃，施工人員按照具體的三維圖紙能更有效安全的進行施工，保障各個不同類型的管線能夠進行有效安置，各個管線區(qū)域也能夠進行協(xié)調(diào)合作，避免出現(xiàn)交叉問題和危險隱患。

3.3 在綠色建筑中的應(yīng)用

由于目前我國生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重破壞，使用非環(huán)保的材料，建筑垃圾等也給環(huán)境保護帶來嚴(yán)峻的威脅，這就給建筑行業(yè)帶來了不小的挑戰(zhàn)，影響了建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，因為要注重低碳，BIM技術(shù)在建筑工程里的使用，恰好能夠滿足行業(yè)綠色發(fā)展的需要，給建筑行業(yè)的發(fā)展增添了動力。例如在施工過程中通過BIM技術(shù)，可以將建筑物的采光情況，通風(fēng)流量，天氣影響的日照等數(shù)據(jù)進行綜合設(shè)計。如果因各方面原因不能使用環(huán)保材料，也可以通過BIM技術(shù)從中協(xié)調(diào)改善，將非環(huán)保材料的使用數(shù)量降到最少，并提出更加可靠的運行方案，節(jié)約了能源促進了環(huán)保。

結(jié)語：

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國城市建設(shè)不斷進步，將BIM 應(yīng)用于建筑設(shè)計之中，是提高建筑設(shè)計質(zhì)量與效率的重要法寶，它可以讓建筑行業(yè)進行合理的資源配置，也為建筑業(yè)提供可觀的經(jīng)濟效益及社會效益。