淺談BIM技術(shù)在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/楊晉 南京南部新城會(huì)展中心發(fā)展有限公司 江蘇南京 210000

在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)發(fā)展的背景下，智能建造成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，尤其裝配式建筑依托BIM 信息技術(shù)，改變了傳統(tǒng)建筑的生產(chǎn)模式，打破了傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)的上下游體系，加速了工程設(shè)計(jì)施工和運(yùn)維一體化管理的發(fā)展進(jìn)程。為了促進(jìn)BIM 技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)師可以有效利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。應(yīng)用BIM 技術(shù)可以更詳細(xì)、全面、直觀(guān)地理解建筑結(jié)構(gòu)模型，分析高層建筑結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題，提出科學(xué)合理的解決方案，保證建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量。

1、BIM 技術(shù)應(yīng)用在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的功能

1.1 集成化功能

通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒏邔踊炷两ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一化，將建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件通過(guò)科學(xué)合理的方式進(jìn)行組合，并將建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)直觀(guān)、形象地展示出來(lái)，幫助工程設(shè)計(jì)人員明確建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的梁、柱、墻以及相關(guān)機(jī)電風(fēng)管、管線(xiàn)管井的具體位置，并保證施工人員在工程施工的過(guò)程中充分了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)行安全的施工作業(yè)。同時(shí)，BIM 技術(shù)的動(dòng)態(tài)模擬功能能夠?qū)Ω邔踊炷两ㄖY(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行及時(shí)有效地變更，便于設(shè)計(jì)人員根據(jù)具體情況制定出對(duì)應(yīng)的解決方案，保證工程實(shí)施的順利進(jìn)行。

1.2 編輯功能

利用BIM 技術(shù)的編輯功能，可以對(duì)高層混凝土結(jié)構(gòu)模型的參數(shù)進(jìn)行編輯和收集，從而提高數(shù)據(jù)庫(kù)信息數(shù)據(jù)的更新速度。工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)編輯的參數(shù)和數(shù)據(jù)，將建筑結(jié)構(gòu)模型與實(shí)際建筑進(jìn)行比較，有利于提高高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，并確保施工的順利進(jìn)行。

1.3 信息共享功能

高層混凝土建筑工程施工涉及諸多環(huán)節(jié)和流程，其中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和資料數(shù)量龐大且具有較大的復(fù)雜性，不利于各專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)及施工人員之間良好的溝通和協(xié)作。通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)高層建筑各專(zhuān)業(yè)各專(zhuān)項(xiàng)的信息共享。設(shè)計(jì)人員將高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)模型的諸多信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，借助BIM 軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，有利于對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)一步分析與研究，并及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，有效提升高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性和有效性。

2、BIM 技術(shù)在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

2.1 數(shù)據(jù)信息化的應(yīng)用

BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用使其在高層混凝土建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)施工信息進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)地處理與分析，并將信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，為高層混凝土建筑工程相關(guān)信息的查詢(xún)與實(shí)時(shí)掌控提供了諸多便利。同時(shí)，應(yīng)用BIM 技術(shù)將工程信息進(jìn)行有效整合，提高了其融合性、關(guān)聯(lián)性和建筑工程信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有效減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，同時(shí)又提高了工作效率和圖紙質(zhì)量。

2.2 在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用

BIM 技術(shù)在高層混凝土建筑外護(hù)欄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，幫助設(shè)計(jì)師科學(xué)合理的分析高層混凝土建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱問(wèn)題。BIM 技術(shù)可以模擬建筑物外圍護(hù)門(mén)窗的各項(xiàng)性能，并根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況，確保外圍護(hù)門(mén)窗設(shè)計(jì)的合理性，使室內(nèi)照明、通風(fēng)等各項(xiàng)舒適性條件能夠適應(yīng)人們的工作和生活，為室內(nèi)照明裝置、光線(xiàn)反射設(shè)備、暖通設(shè)備等設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的依據(jù)。同時(shí)，對(duì)于高層建筑的幕墻和室內(nèi)裝飾的設(shè)計(jì)處理，需要與建筑環(huán)境相融合，全方位符合使用者的需求，進(jìn)而提高高層建筑的實(shí)用性。

2.3 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量

高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量對(duì)建筑工程的整體施工質(zhì)量起著決定性的作用，在很大程度上會(huì)影響居住和使用的安全性和舒適性。因此，優(yōu)化高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量要通過(guò)科學(xué)合理的方式進(jìn)行。在以往建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的CAD 軟件是以二維的平面圖形式展現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，這種方式的弊端是缺乏立體性，給設(shè)計(jì)人員對(duì)高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件、機(jī)電管線(xiàn)及各類(lèi)設(shè)備的碰撞性判斷提高了難度，造成碰撞問(wèn)題的忽略，很容易導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際施工情況不符，進(jìn)而影響后期的施工進(jìn)度。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可能需要對(duì)整體方案進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致工期延誤，同時(shí)，會(huì)影響工程施工的質(zhì)量。通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠利用3D 立體化的模型將設(shè)計(jì)方案直觀(guān)、形象地展示出來(lái)，借助三維立體模式進(jìn)行全方位的瀏覽和檢查，能夠有效避免高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中碰撞問(wèn)題的產(chǎn)生，進(jìn)而降低錯(cuò)誤的發(fā)生率。同時(shí)，運(yùn)用BIM 技術(shù)中的自動(dòng)化檢測(cè)工具，能夠?qū)Ω邔踊炷两ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不合理問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，便于設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并調(diào)整設(shè)計(jì)方案，提出可行的解決對(duì)策，進(jìn)而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

2.4 在成本預(yù)算和施工材料采購(gòu)中的應(yīng)用

在高層混凝土建筑工程的施工中，成本的預(yù)算及施工材料的采購(gòu)也是重點(diǎn)工作。BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑹┕じ鳝h(huán)節(jié)階段所需的材料，包括施工材料、機(jī)械設(shè)備和人員配備等，通過(guò)模型體現(xiàn)出來(lái)，根據(jù)施工的實(shí)際情況將數(shù)據(jù)資料進(jìn)行匯總，制訂出科學(xué)合理的材料采購(gòu)計(jì)劃。同時(shí)，還能幫助實(shí)現(xiàn)物資的快速分派，在很大程度上節(jié)省了人力資源，也提高了物力資源的使用效率，避免施工材料的過(guò)度浪費(fèi)，為建筑企業(yè)節(jié)約了施工成本，確保了成本預(yù)算的精確性。

2.5 在局部建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，局部建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容和范圍較廣泛。BIM 技術(shù)在局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠通過(guò)對(duì)高層建筑局部設(shè)計(jì)全面細(xì)致的考慮與分析，提高整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，同時(shí)滿(mǎn)足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。例如，在針對(duì)圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，各種圍護(hù)墻體的類(lèi)型不同，設(shè)計(jì)的方法也有所區(qū)別。運(yùn)用BIM 技術(shù)，在充分掌握施工實(shí)際因素的前提下，根據(jù)墻體定義類(lèi)型和墻體的設(shè)計(jì)需求等信息數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行分析，不斷優(yōu)化圍護(hù)墻設(shè)計(jì)方案，從而優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)整體的設(shè)計(jì)方案。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)工程的施工進(jìn)度和質(zhì)量起著重要的作用，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效地保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步提高高層混凝土工程的設(shè)計(jì)及施工的效率和品質(zhì)，促進(jìn)建筑業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定科學(xué)的發(fā)展。