BIM技術(shù)分析及運(yùn)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的策略

王崗

（山西省農(nóng)業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030001）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速進(jìn)步，給建筑行業(yè)帶來(lái)成長(zhǎng)發(fā)展的機(jī)會(huì)，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷精進(jìn)，BIM技術(shù)的出現(xiàn)為建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)極大的幫助。

1 BIM技術(shù)的分析

BIM技術(shù)的出現(xiàn)，打破國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，逐漸讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傾向于三維設(shè)計(jì)，讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更加的直觀。BIM技術(shù)中涉及的數(shù)字模型，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑項(xiàng)目工程的信息傳遞，結(jié)合實(shí)際情況，在不同的階段選擇使用BIM技術(shù)，完成對(duì)數(shù)據(jù)的讀取和修改，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)和完善。

1.1 BIM技術(shù)的信息集成

BIM技術(shù)中所采用信息集成主要是通過以下幾個(gè)方面：①通過在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行信息集成的工作；②直接對(duì)設(shè)計(jì)信息進(jìn)行集成。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以采用建筑信息模型，讓一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和關(guān)鍵都能在這個(gè)模型中直觀的看到。BIM技術(shù)對(duì)于信息集成的處理，可以幫助設(shè)計(jì)師更好的完成對(duì)數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)，借助平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)作，涉及工作人員可以完成更為專業(yè)的設(shè)計(jì)。要想完成著信息模型的構(gòu)建，首先要有一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)，這是完成這個(gè)信息數(shù)據(jù)模型的關(guān)鍵。一般來(lái)說這種數(shù)據(jù)庫(kù)涉及的東西有很多，比如建筑需要多大的空間，以及材料結(jié)構(gòu)的大小等，這些有關(guān)信息的采集和歸納是非常重要的。

1.2 BIM技術(shù)的信息共享

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)客戶與施工單位有關(guān)部門之間的良好信息共享，達(dá)到協(xié)同設(shè)計(jì)的效果，讓各個(gè)部門和工作人員可以根據(jù)共享的信息及時(shí)的做出相應(yīng)的反應(yīng)。與此同時(shí)，信息的共享還可以讓工作人員對(duì)各個(gè)部位的結(jié)構(gòu)和各設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和監(jiān)測(cè)，大大縮短了設(shè)計(jì)的時(shí)間。

1.3 BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)

BIM技術(shù)的出現(xiàn)，成功的改變了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)二維模型的限制，為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)全新的設(shè)計(jì)平臺(tái)，可以讓設(shè)計(jì)人員的思想和理念用三維模型更加直觀的表達(dá)出來(lái)，大大的提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

BIM技術(shù)應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其擁有大量完整的設(shè)計(jì)模型，可以滿足設(shè)計(jì)工作人員的多樣化需求，對(duì)設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面化的觀察，讓設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)更加貼合實(shí)際情況。還有就是隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地解決目前設(shè)計(jì)不夠深入的問題，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以讓設(shè)計(jì)工作人員從多方位，多角度的來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位立體的模擬，可以讓從事設(shè)計(jì)的工作人員更加直觀，更加精確地把控建筑結(jié)構(gòu)中的細(xì)節(jié)，對(duì)整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加細(xì)致的處理。另外值得說的一點(diǎn)就是，使用了這項(xiàng)技術(shù)后，可以用虛擬的建筑模型呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)師和工作人員，通過全面的立體結(jié)構(gòu)可以避免設(shè)計(jì)圖紙中的一些細(xì)節(jié)問題，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)模擬效果好

BIM技術(shù)所構(gòu)建出來(lái)的數(shù)據(jù)模型，不僅僅可以對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，也可以對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中一些很難滿足的實(shí)驗(yàn)條件和要求進(jìn)行模擬。比如說對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能模擬，光照模擬等等，這些實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，就可以運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行模擬。還有就是在進(jìn)行施工階段的時(shí)候，也可以利用BIM模型進(jìn)行實(shí)際的施工安排，尋找最合適的施工方案進(jìn)行指導(dǎo)。BIM技術(shù)還可以對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬，根據(jù)人們提供不同的環(huán)境，來(lái)模擬實(shí)際情況下的建筑結(jié)構(gòu)，可以讓設(shè)計(jì)師足不出戶就能了解到真實(shí)的建筑情況，減少勘測(cè)的工作，節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間，為公司減少成本[1]。

BIM技術(shù)想要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大量的應(yīng)用，首先要解決效率問題，就目前有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，BIM在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所能提升的效率其實(shí)并不是特別理想。只有提高BIM的效率，就可以吸引人們的關(guān)注，就可以讓BIM得到更快的發(fā)展，從而讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都得到應(yīng)用。BIM如果可以做到快速批量的創(chuàng)建和編輯模型，還可以同時(shí)處理模型中的非幾何信息，這些問題如果可以解決，那么一定會(huì)大大提高BIM的效率。

2 BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)的核心就是利用數(shù)據(jù)資料，來(lái)進(jìn)行三維模型的建模和處理，這樣一來(lái)可以讓施工人員更好更全面地了解到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行細(xì)致全方位的分析，可以有效的提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。將BIM技術(shù)應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)主要以下幾個(gè)方面。

（1）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)可以對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題做到及時(shí)處理和解決，將整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容做以優(yōu)化，提升整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，讓工作人員明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，從而保障后續(xù)工作的開展。

（2）將BIM技術(shù)應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以通過技術(shù)對(duì)各個(gè)施工方案進(jìn)行細(xì)致的分析處理，進(jìn)而選擇出最合適目前現(xiàn)狀的方案進(jìn)行應(yīng)用，一方面能降低了施工成本，另一方面還可以增加企業(yè)單位的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）BIM技術(shù)的應(yīng)用還可以對(duì)住宅結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，具體做法就是結(jié)合實(shí)際情況對(duì)住宅信息進(jìn)行采集，然后利用技術(shù)手段進(jìn)行模擬，然后尋找出不足之處，對(duì)設(shè)計(jì)方案上進(jìn)行優(yōu)化處理，這樣做的好處不僅可以對(duì)住宅進(jìn)行環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還可以將設(shè)計(jì)中的資源進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃控制，優(yōu)化整體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)客戶的體驗(yàn)。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)分析中的具體應(yīng)用

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，有必要對(duì)整體建筑進(jìn)行充分的商討和了解，不僅要確保建筑的完成性，更重要的是要確保整體建筑的安全性。隨著人們的生活水平和經(jīng)濟(jì)條件提高，對(duì)建筑的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)在建筑的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)也越來(lái)越多，設(shè)計(jì)工作人員的工作量越來(lái)越大，而BIM技術(shù)的出現(xiàn)，大大減少了設(shè)計(jì)工作人員的工作量，這項(xiàng)技術(shù)可以有效降低結(jié)構(gòu)分析中存在的問題，幫助設(shè)計(jì)工作人員提升信息數(shù)據(jù)的整理和收集，大大提高了設(shè)計(jì)工作人員的效率[2]。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常涉及許多參數(shù)問題，并且這些參數(shù)問題之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，一個(gè)參數(shù)出現(xiàn)問題，就會(huì)讓其他相關(guān)聯(lián)的參數(shù)都出現(xiàn)問題，可謂是牽一發(fā)而動(dòng)全身，這會(huì)大大影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是BIM技術(shù)擁有一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，在使用的過程中可以調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效提升建模的真實(shí)合理性，讓對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)傳遞增強(qiáng)，保證信息數(shù)據(jù)的安全，為之后的施工階段打好基礎(chǔ)。

2.4 BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

BIM技術(shù)的應(yīng)用影響整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)論是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的后期，BIM技術(shù)都起到一定的作用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期，可以使用BIM技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)材料的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)材料的準(zhǔn)確率和安全性，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率，其次還可以對(duì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行估算，通過前期需要的材料和設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)管理，然后根據(jù)大數(shù)據(jù)進(jìn)行成本的預(yù)算，對(duì)整體的成本進(jìn)行控制。

2.5 結(jié)構(gòu)性能分析

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身就是一個(gè)需要專業(yè)技術(shù)的工作，它對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平有很高的要求。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要考慮所有方面，比如說不同的結(jié)構(gòu)部件在整體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，還有要做結(jié)構(gòu)的受力分析，這一切都是為了確保建筑的穩(wěn)定性和安全性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，BIM技術(shù)可以通過自己數(shù)據(jù)庫(kù)的信息以及用戶實(shí)際的信息來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建，從而形成合理的設(shè)計(jì)方案，彌補(bǔ)之前的不足，對(duì)原來(lái)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化處理[3]。

2.6 在預(yù)制件安裝及鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常常使用的就是預(yù)制件和鋼結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)從字面意思上不難猜出，這種結(jié)構(gòu)就是通過各個(gè)鋼結(jié)構(gòu)材料之間的相互聯(lián)系從而形成一體的建筑結(jié)構(gòu)，然而在現(xiàn)實(shí)生活中，鋼結(jié)構(gòu)材料之間的連接方式往往會(huì)因?yàn)椴煌脑颍憩F(xiàn)出較大的差異，因?yàn)闆]有得到重點(diǎn)的關(guān)注，很難在以后的施工過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制件埋件安裝的準(zhǔn)確定位，這將對(duì)整個(gè)工程產(chǎn)生很大的影響。借助BIM技術(shù)的可視化優(yōu)勢(shì)，可以借助三維模型解決此問題。BIM技術(shù)中的信息數(shù)據(jù)參數(shù)用于精確連接鋼結(jié)構(gòu)和其他構(gòu)件的位置，并在三維模型中檢查各項(xiàng)功能，各個(gè)部位可能發(fā)生的功能和問題會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并得到解決，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，提升設(shè)計(jì)工作的效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.7 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)管控分析

在之前，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些失誤，這就造成人們需要不斷修改和調(diào)整設(shè)計(jì)，就會(huì)影響施工進(jìn)度，而且會(huì)給企業(yè)單位增加成本。BIM技術(shù)不僅僅可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型的搭建以及環(huán)境的模擬，更重要的還是可以安排實(shí)際結(jié)構(gòu)施工。總的來(lái)說，BIM技術(shù)是一項(xiàng)涉及方面廣泛，而且功能強(qiáng)大的現(xiàn)代化信息管理技術(shù)，它可以通過實(shí)際過程中發(fā)生各種消耗，精確的算出損失并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。它可以實(shí)時(shí)的對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬和掌控，結(jié)合實(shí)際情況，合理的安排施工進(jìn)度，并為施工人員提供合適的參考建議，方便實(shí)時(shí)掌握整個(gè)工程的動(dòng)態(tài)，提高整體的工作效率[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響深遠(yuǎn)，這項(xiàng)技術(shù)的三維可視性以及參數(shù)設(shè)計(jì)和全新的理念，很大程度上增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，可以非常有效的提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)工作人員一定要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)使用BIM技術(shù)，從而保障設(shè)計(jì)的質(zhì)量。