建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

王文娟 夏明月

（信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000）

0 引言

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中使用BIM技術(shù)可全面控制建筑工程數(shù)據(jù)信息，并利用BIM技術(shù)建立三維立體模型，使用BIM技術(shù)管理建筑工程所有信息。通過BIM技術(shù)可模擬建筑工程施工過程，這有利于控制整個建筑工程施工進度、施工質(zhì)量。使用BIM技術(shù)建立的三維立體模型，可形象的將建筑物的整體空間展現(xiàn)給設(shè)計人員，如此可使設(shè)計人員了解各零部件是否存在沖突。由此可見，BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中可推動建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

1 傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的缺點

1.1 設(shè)計及分析欠缺策略性

建筑信息模型傳播過程中，建筑信息模型相關(guān)軟件被提及的幾率較高，由此可見在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用相關(guān)軟件可有效提升設(shè)計質(zhì)量。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，使用建筑信息模型軟件是提升設(shè)計質(zhì)量、保證建筑物穩(wěn)定性的一個重要措施。軟件開發(fā)商的努力對推動建筑信息模型發(fā)展具有重要作用。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件雖然有一定分析、設(shè)計能力，但是與BIM技術(shù)相比其功能性較弱，且功能不夠完善，這也使得傳統(tǒng)設(shè)計軟件不再符合建筑行業(yè)發(fā)展需求。

1.2 設(shè)計步驟方面存在問題

傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計過程中存在一個影響設(shè)計質(zhì)量的重要問題即設(shè)計協(xié)同問題，此問題將與設(shè)計流程互相影響，從而對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作形成不良影響。在傳統(tǒng)設(shè)計觀念中，各專業(yè)的工作重點均不相同，而各專業(yè)設(shè)計圖紙均以本專業(yè)為設(shè)計內(nèi)容，若各專業(yè)并未進行良好溝通，其設(shè)計將存在碰撞問題，進而對施工進度、施工質(zhì)量形成不良影響。尤其是在某一專業(yè)設(shè)計出現(xiàn)變化時，若未及時進行溝通，則將影響建筑工程施工進度，嚴重的甚至?xí)绊懡ㄖこ淌┕べ|(zhì)量。

2 BIM技術(shù)在模型建設(shè)中的運用

2.1 依據(jù)IFC標(biāo)準(zhǔn)建立BIM模型

BIM技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，將涉及計算軟件、作圖軟件、造價分析軟件等多種軟件，而為解決軟件問題，需選用 IFC標(biāo)準(zhǔn)格式。設(shè)計人員需依據(jù)此格式定義、處理建筑物中最小結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、材料、組織形式等，并且建立BIM材料庫，以保證相關(guān)軟件可正常運作，比如：磚墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計人員可依據(jù) IFC標(biāo)準(zhǔn)模型確定磚墻結(jié)構(gòu)所需施工材料尺寸、物理性能等信息，并確定施工中需選用哪一規(guī)格的磚，之后利用關(guān)聯(lián)材料將磚塊與墻體材料結(jié)合在一起，明確工程方案。

2.2 建設(shè)BIM結(jié)構(gòu)模型

在使用BIM技術(shù)建立建筑模型時，需通過網(wǎng)絡(luò)將所涉及的所有材料信息、建筑結(jié)構(gòu)尺寸等信息傳輸?shù)较到y(tǒng)當(dāng)中，并通過系統(tǒng)構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)模型，比如：設(shè)計人員在進行建筑墻體結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計工作時，需明確建筑實體，利用BIM技術(shù)建立模型，直觀的展現(xiàn)建筑構(gòu)件間的關(guān)系、樓層之間的關(guān)系等。

2.3 建立關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)模型

設(shè)計人員在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，需詳細分析各不同構(gòu)件間的聯(lián)系，并使用 BIM技術(shù)構(gòu)件建筑模型，直觀觀測各構(gòu)件間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在對稱性關(guān)聯(lián)與非對稱性關(guān)聯(lián)兩種關(guān)聯(lián)情況。非對稱性關(guān)聯(lián)指的是建筑結(jié)構(gòu)中具有主要、次要聯(lián)系的結(jié)構(gòu)，此類建筑結(jié)構(gòu)建筑實體出現(xiàn)改變時并不會改變建筑主實體。如：墻體上設(shè)置有洞口，若設(shè)計人員刪除墻體，洞口也會被刪除，若刪除洞口并不會刪除墻體。

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

3.1 可視化模型的構(gòu)建

BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等特征，依據(jù)BIM技術(shù)、建筑結(jié)構(gòu)信息可建設(shè)三維立體模型，可使人們直觀了解建筑物結(jié)構(gòu)及細部構(gòu)件。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，設(shè)計人員大多選用AutodeskCAD軟件繪制設(shè)計圖紙，使用CAD軟件可向用戶充分展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，使用BIM技術(shù)則可向用戶展現(xiàn)三維立體模型，通過觀測三維立體模型可直觀觀測建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計情況（即便是非專業(yè)人員也可通過立體模型了解建筑信息）。現(xiàn)階段，我國部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員選用BIM技術(shù)向用戶展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)布局情況，如此可使用戶充分了解建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)信息。設(shè)計人員通過分析建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，可保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，提升建筑施工方案質(zhì)量。另外，相關(guān)工作者可在觀測、分析BIM模型后，了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖中存在的問題，并采取有針對性措施解決這些問題，以提高建筑施工質(zhì)量。

3.2 建筑空間規(guī)劃應(yīng)用

空間規(guī)矩屬于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，在確定建筑施工地點后，設(shè)計人員需詳細分析施工現(xiàn)場空間、地形情況。若通過分析發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場地形情況較為負責(zé)，設(shè)計人員需詳細研究施工現(xiàn)場地形結(jié)構(gòu)。設(shè)計人員可使用BIM技術(shù)研究建筑物基地坡向、斜率等空間要素，設(shè)計人員需詳細研究是否可在地形較為負責(zé)的地區(qū)建設(shè)建筑物，并進行初步設(shè)計。設(shè)計人員使用 GIS建模分析建筑坡度情況，并擬定多個參數(shù)，之后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作則需要分析不同層面、不同角度的數(shù)據(jù)信息，這些信息將為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)。設(shè)計人員需在掌握地形勘探報告后，科學(xué)規(guī)劃建筑物空間。設(shè)計人員在規(guī)劃建筑物空間時，可利用BIM技術(shù)的可視化特征。與此同時，設(shè)計人員可使用BIM技術(shù)進行道路、室內(nèi)視野分析等。在此之前，設(shè)計人員需建設(shè)三維立體模型，并詳細分析多個因素、使用BIM技術(shù)對模型進行調(diào)整，以保證建筑物空間規(guī)劃質(zhì)量。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)性能分析

為保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，并不能簡單將各建筑構(gòu)建羅列在一起，設(shè)計人員需將建筑物各構(gòu)建有機融合起來，從而形成一個穩(wěn)定性、安全性、實用性較高的建筑物。設(shè)計人員需詳細分析建筑結(jié)構(gòu)性能，以保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。設(shè)計人員需使用BIM技術(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，將建筑信息模型數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)紹IM軟件當(dāng)中，并迅速、精確處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)建模應(yīng)用

近年來，建筑工程規(guī)模、空間在逐漸增大，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用也在逐漸增多。由于鋼結(jié)構(gòu)鏈接、強化件數(shù)量比較大，且分布較廣，設(shè)計工作難度也隨之提升。使用BIM技術(shù)，設(shè)計人員可在計算鋼結(jié)構(gòu)梁高后設(shè)計相關(guān)連接件。設(shè)計人員可通過BIM技術(shù)參數(shù)共享功能控制鋼結(jié)構(gòu)連接件的間距及數(shù)量，如此設(shè)計人員在鋼結(jié)構(gòu)中新增連接件時，并不需要進行重復(fù)設(shè)計，只需調(diào)整相關(guān)參數(shù)即可。將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可減少技術(shù)人員工作量及工作壓力。

4 結(jié)語

總之，BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用可提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，保證建筑工程施工進度及施工質(zhì)量。設(shè)計人員使用BIM技術(shù)建設(shè)三維模型，可直觀觀察建筑物詳細結(jié)構(gòu)，這對提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量、保證建筑物穩(wěn)定性十分重要。因而，相關(guān)工作人員需加強對BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)，掌握BIM技術(shù)正確使用方式，并積極將其應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，推動我國建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展。