基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究

李濤

摘? ? 要：隨著生活水平的提高，人們對建筑質(zhì)量的要求也不斷提升，這對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了新考驗(yàn)。對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行切實(shí)有效的提升，能夠在一定程度上保證工程的質(zhì)量，BIM技術(shù)的應(yīng)用良好的解決了這種需求。

關(guān)鍵詞：BIM;建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)方法;研究;分析

1? 引言

作為新興的建筑施工技術(shù)，BIM技術(shù)已經(jīng)在工程中獲得了廣泛的使用，提高了對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的要求。深入了解其原理和功能，能夠促進(jìn)其在建筑結(jié)構(gòu)中的推廣應(yīng)用。

2? BIM技術(shù)的簡單介紹

計(jì)算機(jī)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用催生了CAD的研發(fā)與應(yīng)用，其進(jìn)入時(shí)代之后，BIM技術(shù)的應(yīng)用又帶來了一次設(shè)計(jì)上的飛躍，這是一種新興的設(shè)計(jì)方法。與CAD相比，BIM在功能上更加強(qiáng)大，為使用者帶來了全新的體驗(yàn)。BIM技術(shù)添加了時(shí)間的維度，并且將平面制圖轉(zhuǎn)化成了立體視圖，使建筑設(shè)計(jì)更加具體化，實(shí)現(xiàn)了對建筑管理的可視化。BIM依托計(jì)算機(jī)技術(shù)將建筑的設(shè)計(jì)、建造、管理融為一體，實(shí)現(xiàn)了三者的有機(jī)結(jié)合，為更加全面的管理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法提供了新的平臺。

3? BIM技術(shù)的優(yōu)勢

3.1? 設(shè)計(jì)的立體式呈現(xiàn)

BIM技術(shù)的應(yīng)用，使工程建造設(shè)計(jì)由平面化轉(zhuǎn)為了立體化，工作人員在進(jìn)行建造的過程中能夠更加直觀地觀察工程的設(shè)計(jì)效果、建造中的施工效果。在BIM技術(shù)使用之前，工程的設(shè)計(jì)都是平面式的展示，設(shè)計(jì)師修改、工人施工都是在平面圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)景想象，在腦海中構(gòu)建立體圖景，這樣給工人增加了難度，也使修改變得困難。運(yùn)用BIM技術(shù)后，設(shè)計(jì)師直接可以進(jìn)行立體式設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)完成之后呈現(xiàn)出一個(gè)建筑的立體效果。由于現(xiàn)代建筑內(nèi)部構(gòu)造逐漸復(fù)雜，而BIM可視化技術(shù)能夠?qū)?nèi)部進(jìn)行完整展現(xiàn)，這樣更易于優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工建設(shè)。

3.2? 提高各部門之間的協(xié)調(diào)性

現(xiàn)代建筑工程是一項(xiàng)綜合性工程，里面包含多個(gè)部門的施工內(nèi)容，為了能夠保證施工的順利進(jìn)行，需要個(gè)部門之間密切配合。但是在實(shí)際工程建設(shè)過程中，因?yàn)楦鞑块T工作特點(diǎn)不同，并且與設(shè)計(jì)者之間溝通不暢，很容易出現(xiàn)部門之間的碰撞，導(dǎo)致工程施工受阻。BIM技術(shù)的應(yīng)用，將工程立體的進(jìn)行展現(xiàn)，并增加了時(shí)間維度，使得建筑工程進(jìn)度隨著時(shí)間變化可以一一進(jìn)行顯示。通過這種展示，工程內(nèi)部的各部門可更明確自己的施工效果，以及在何時(shí)進(jìn)入場地進(jìn)行配合施工，對其中存在的問題可以及時(shí)提出，并進(jìn)行討論解決，將問題消滅在理論階段。

4? 導(dǎo)致工程進(jìn)度管理效果不理想的原因

4.1? 施工過程中限制因素多

建筑結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)作業(yè)周期長、工作量巨大的項(xiàng)目，其涉及范圍頗廣，包含水電、道路、橋梁、給水排水系統(tǒng)等多種因素。不同的施工項(xiàng)目，有不同的標(biāo)準(zhǔn)與要求，需要不同的技術(shù)施工人員，致使施工的難易程度也不同，在一定程度上，給相應(yīng)的管理人員施加了難度。建筑結(jié)構(gòu)要嚴(yán)格篩選施工人員，對其技術(shù)和操作方法要有硬性的判定標(biāo)準(zhǔn)，這與項(xiàng)目工程的施工進(jìn)度有著密切的聯(lián)系。在項(xiàng)目工程施工的過程中，由于施工單位沒有全面的掌握具體的施工細(xì)節(jié)，現(xiàn)場會(huì)出現(xiàn)一些沒有預(yù)料到的突發(fā)問題，還有受天氣的影響，也會(huì)阻礙施工地順利進(jìn)行。

4.2? 施工進(jìn)度控制失調(diào)

在項(xiàng)目工程施工的過程中，相應(yīng)的建設(shè)單位的管理人員缺乏溝通，不能充分地協(xié)調(diào)各單位的分工，沒有準(zhǔn)確地判斷施工現(xiàn)場的實(shí)際問題，從而打亂了施工計(jì)劃，并拖延了工期。相關(guān)的項(xiàng)目管理人員對自身的職責(zé)不能清晰地界定，對于項(xiàng)目的整體工程把握不明確，管理得不到位，導(dǎo)致組織混亂，從而影響了施工進(jìn)度，所以要嚴(yán)格把控施工進(jìn)度的系統(tǒng)性和可靠性。

5? BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)而強(qiáng)化進(jìn)度管理

5.1? 基于BIM技術(shù)設(shè)計(jì)建筑方案

建筑方案設(shè)計(jì)的優(yōu)良決定了建筑工程的運(yùn)行程度，并且涉及到建筑的質(zhì)量。為了能夠更好的控制建筑的進(jìn)度，需要從設(shè)計(jì)上就開始進(jìn)行控制，以便為施工中的進(jìn)度控制打下良好的基礎(chǔ)。建筑方案的設(shè)計(jì)規(guī)范化能夠促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展，因此在運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)，側(cè)重點(diǎn)在于方案的規(guī)范化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的過程中，要抓住建筑主體與建筑環(huán)境作為重點(diǎn)進(jìn)行。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)與結(jié)構(gòu)工程人員的聯(lián)系，及時(shí)就其中存在的問題進(jìn)行討論，對其中的不足之處進(jìn)行改進(jìn)，從而優(yōu)化對建筑主體的設(shè)計(jì)。

5.2? 運(yùn)用BIM技術(shù)完成最初階段的設(shè)計(jì)

建筑項(xiàng)目的最初階段設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)中有著重要作用，需要對各子項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)并最終進(jìn)行綜合性考量，從而得出最后的建筑設(shè)計(jì)方案。在此階段運(yùn)用BIM技術(shù)的建筑模型系統(tǒng)建立工程建筑模型，并將電力系統(tǒng)、水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)以及天然氣系統(tǒng)進(jìn)行綜合進(jìn)行展示，發(fā)現(xiàn)其中的沖突并對其進(jìn)行優(yōu)化處理。當(dāng)各方要求得到滿足之后，再進(jìn)一步進(jìn)行完善爾后建立專業(yè)的建筑模型。另外，還要綜合考慮建筑的工期、成本和構(gòu)件、設(shè)備的布置安排，綜合工程中各個(gè)工種間的技術(shù)水平，進(jìn)而獲得最初階段的設(shè)計(jì)。主要包含以下三方面。

首先，加載建筑模型。在建筑設(shè)計(jì)上，建筑模型的構(gòu)建是工程設(shè)計(jì)的主體，并且要兼顧建筑的藝術(shù)性和使用功能。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，特別是建筑模型上的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)了有傳統(tǒng)的平面性向三維立體化的可視性轉(zhuǎn)變。第二，受力構(gòu)件的布局。在BIM模型中構(gòu)件是以立體狀呈現(xiàn)的，與實(shí)際情況相差無幾，但是其布置情況是在圖紙上以平面形式呈現(xiàn)的，然而二者之間是相關(guān)聯(lián)的。在運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，以使可以進(jìn)行多個(gè)窗口的打開，進(jìn)而可以時(shí)時(shí)觀察設(shè)計(jì)是否有沖突發(fā)生，二是模型設(shè)計(jì)結(jié)束后，交由碰撞檢驗(yàn)軟件進(jìn)行檢查。第三，添加分析軟件。在模型建立結(jié)束之后，還要運(yùn)用分析軟件對其進(jìn)行分析研究。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化能夠降低建模重復(fù)率，提高分析效率，并能夠?qū)υ寄Ｐ瓦M(jìn)行優(yōu)化。

5.3? 應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)施工圖

施工圖紙是建筑工程的重要組成，能夠?yàn)楣こ痰慕ㄔO(shè)開展進(jìn)行指導(dǎo)，此階段的最終目的是將BIM設(shè)計(jì)好的各專業(yè)模型轉(zhuǎn)化為平面圖紙并形成整套的圖紙。在施工圖紙的指導(dǎo)下，工程的各項(xiàng)工作可以有序開展。為了能夠使設(shè)計(jì)得到更進(jìn)一步的優(yōu)化，設(shè)計(jì)者在此之前要對結(jié)構(gòu)、水電各方面進(jìn)行綜合考慮，充分滿足各方需求。依據(jù)施工圖紙，能夠?qū)こ踢M(jìn)度進(jìn)行有效的控制。

6? 結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為建筑工程的進(jìn)度管理提供了方便，保障了項(xiàng)目的質(zhì)量。依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的BIM技術(shù)，可以通過立體化模型的建立實(shí)現(xiàn)工程施工的可視化模擬，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)化的進(jìn)度控制，有效提升了工程進(jìn)度管理的效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李雁忠，劉昌平，蘭云睆.基于BIM信息共享技術(shù)的施工進(jìn)度計(jì)劃管理及方法研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019（10）：74～75.