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

摘要：BIM技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中逐步完善，所以被廣泛應(yīng)用到建筑工程的設(shè)計(jì)和施工領(lǐng)域中。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠讓不同的專業(yè)、不同的部門實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓工程師、建筑師和設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中能夠使用同一個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)信息。其中，以BIM技術(shù)為基準(zhǔn)的可視化數(shù)字模型，能夠幫助建筑工程用戶對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬與分析，從而促使施工單位的工作人員能夠更加深入地理解建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)目標(biāo)，最大限度提升建筑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)；應(yīng)用

導(dǎo)言：這些年來，我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提升，人們的生活質(zhì)量也有了明顯提升，這與建筑行業(yè)的飛速發(fā)展有著密切關(guān)系。如今其不僅是社會(huì)發(fā)展中不可或缺的一部分，同時(shí)也是國民經(jīng)濟(jì)中的重要支柱，因此該方面發(fā)展如何備受社會(huì)關(guān)注。在此方面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠發(fā)揮極大的作用，然而傳統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)無法使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展要求和發(fā)展趨勢，BIM技術(shù)的應(yīng)用恰恰可以很好的解決這一問題，然而不可否認(rèn)的是在實(shí)際應(yīng)用中依然會(huì)暴露出些許問題。

1、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)指的是建筑信息模型技術(shù)，是在建筑工程中采用數(shù)字化3D技術(shù)來全面的整合其中的各種信息，進(jìn)而構(gòu)建出完整的工程數(shù)據(jù)模型。BIM技術(shù)是從美國發(fā)源而來，在建筑工程管理中綜合了維護(hù)、運(yùn)營、施工以及設(shè)計(jì)等多個(gè)環(huán)節(jié)中的知識(shí)內(nèi)容，用數(shù)字化的文件來取代傳統(tǒng)的紙質(zhì)建筑工程管理和設(shè)計(jì)文件，并用3D可視的形式展現(xiàn)出來，進(jìn)而建筑工程信息收集和處理的效率和準(zhǔn)確性都能夠得到顯著提升。作為一種重大技術(shù)變革，BIM技術(shù)作為一項(xiàng)全新的信息處理模式，能夠促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)工程更好的發(fā)展。

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

2.1實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可視化

BIM技術(shù)主要是依據(jù)三維模型技術(shù)演變而來的，也是當(dāng)前建筑工程領(lǐng)域中的新興技術(shù)，可以充分運(yùn)用三維模型技術(shù)來將建筑構(gòu)件展示給客戶。在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都是主要依賴于CAD軟件來完成制圖的，運(yùn)用傳統(tǒng)的方法是很難將建筑結(jié)構(gòu)的主體構(gòu)造全面展示給用戶的，因此BIM技術(shù)的出現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步階段需要通過三維實(shí)體模型來建立建筑結(jié)構(gòu)，從而使不是本行業(yè)的用戶也可以直觀的了解建筑構(gòu)件信息和實(shí)際布局。在許多大型建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)規(guī)劃中合理應(yīng)用BIM技術(shù)，可以充分的對(duì)工程整體結(jié)構(gòu)開展動(dòng)態(tài)展示，者有利于用戶對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行具體觀察，進(jìn)而幫助規(guī)劃人員選擇出最佳設(shè)計(jì)方案。

2.2分析建筑結(jié)構(gòu)性能

企業(yè)還應(yīng)利用BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能的準(zhǔn)確分析，以確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足建筑性能的要求。這是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作應(yīng)以確保建筑結(jié)構(gòu)性能為核心，而不是簡單的列出建筑框架，只有這樣才能夠保持建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與抗震性，而這也是人們對(duì)于建筑工程質(zhì)量的基本要求。在以往，企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)性能分析這一環(huán)節(jié)往往需要投入大量的人力物力，但是也不能保證工作效率與質(zhì)量。但是在應(yīng)用BIM技術(shù)來對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析，卻能夠有效緩解這些問題。工作人員可以通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能軟件來完成這一環(huán)節(jié)的工作，不僅能夠有效避免誤差的出現(xiàn)，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自動(dòng)優(yōu)化。

2.3構(gòu)建部分結(jié)構(gòu)模型

BIM模型擁有多重屬性，如最為常見的力學(xué)性能、成本以及材料等，如今大部分模型構(gòu)件對(duì)很多模型的應(yīng)用均有了獨(dú)特的要求，而IFC模型的廣泛性最佳，幾乎可以滿足所有的屬性要求。以墻體為例來定義關(guān)聯(lián)關(guān)系，IFC模式下的墻體主要包括結(jié)構(gòu)層、隔熱層以及外墻面等部分，而若要做好此方面工作，則需要：①定義材料屬性；②利用材料層集合使用實(shí)體、材料分層，并對(duì)其分別進(jìn)行定義；③利用材料關(guān)聯(lián)實(shí)體進(jìn)行墻體材料與墻體的關(guān)聯(lián)。部分結(jié)構(gòu)模型的建立情況如何對(duì)于整個(gè)工程而言也意義重大。

2.4在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同中的應(yīng)用

通過應(yīng)用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠共同完成建筑工程設(shè)計(jì)繪圖，各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)相互之間實(shí)現(xiàn)了匯總和交流，進(jìn)而有效的提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高效性和協(xié)調(diào)性。所有的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)都能夠在BIM模型中共享和交流，其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是中間的數(shù)據(jù)文件充當(dāng)連接因素，即使是不同設(shè)計(jì)軟件中的信息和數(shù)據(jù)也能夠?qū)崿F(xiàn)該共享；另一方面是構(gòu)建中性數(shù)據(jù)庫，不同專業(yè)之間也能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和傳遞，有機(jī)的結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中包含的裝飾、土建、水暖等多項(xiàng)內(nèi)容。所有的信息數(shù)據(jù)都能夠集中到一個(gè)處理平臺(tái)上，并能夠規(guī)范的處理所有數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而有效的實(shí)現(xiàn)信息交流。

3、存在的問題以及改進(jìn)對(duì)策

3.1存在的問題

3.1.1缺少標(biāo)準(zhǔn)體系。雖然目前BIM技術(shù)已經(jīng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，但是從整體上來說還是處于初步探索階段，缺少設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用的過程中還存在著一些不合理、不規(guī)范的地方。

3.1.2應(yīng)用BIM技術(shù)的成本比較高。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，需要投入較多的資金，而且該技術(shù)對(duì)設(shè)備和專業(yè)人員的要求比較高。因此在設(shè)備和人力資源方面也需要投入較多的資金，同時(shí)在后續(xù)過程中還需要及時(shí)的更新軟件，這些方面都需要較多的資金支持，因此需要較高的成本投入。

3.2改進(jìn)對(duì)策

3.2.1建立健全的項(xiàng)目樣板。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過程中，項(xiàng)目樣板具有基礎(chǔ)性的作用，在有限標(biāo)準(zhǔn)化處理表達(dá)方式、符號(hào)、字體、線型、種族等多個(gè)方面都有所涉及。如果項(xiàng)目樣板比較好的，工作的重復(fù)性會(huì)大大減少，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)速度也會(huì)顯著提升。

3.2.2設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要符合相關(guān)要求規(guī)范。樓梯、樓板、梁、墻、柱等構(gòu)件是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要組成部分。上述構(gòu)件根據(jù)性質(zhì)和功能的不同可以分為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、現(xiàn)澆構(gòu)件以及預(yù)制構(gòu)件三種形式，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中也需要合理的設(shè)計(jì)出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。就當(dāng)前的實(shí)際情況來說，應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式主要是現(xiàn)澆構(gòu)件，因此在選擇結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)者需要按照不同構(gòu)件的管線走向和功能要求來合理的設(shè)置，最大限度的避免各構(gòu)件之間發(fā)生相互沖突的現(xiàn)象。

3.2.3加強(qiáng)用平法表示鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一般在鋼筋混凝土施工圖紙繪制的時(shí)候，其中的相關(guān)事項(xiàng)多會(huì)采用平面法來表示，在圖紙上用特殊的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)標(biāo)注出來，這樣施工人員就能夠用工藝轉(zhuǎn)換來講圖紙轉(zhuǎn)換成樣圖。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候用BIM技術(shù)，就能夠?qū)⑵渲斜硎镜膬?nèi)容多角度、多環(huán)節(jié)的展示出來，以幫助施工人員更好的獲得核心信息和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以滿足施工放樣和時(shí)間需求。

結(jié)束語

總之，在建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，所涉及的專業(yè)知識(shí)較多，且具有建筑生命周期長、建設(shè)周期短的特點(diǎn)，所以傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)無法滿足建筑工程低消耗和低污染的要求。如今人們對(duì)各個(gè)方面的要求均有了很大的提升，各行各業(yè)的也均面臨著更大的競爭壓力，建筑行業(yè)亦然，若要提升自身競爭力，則需要在多個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，如建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，雖然在BIM技術(shù)得以應(yīng)用后，我國此方面建設(shè)已經(jīng)有了突破，但依然需要相關(guān)機(jī)構(gòu)和人員加強(qiáng)此方面的研究。

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