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

劉萬民

【摘要】進(jìn)入新時(shí)代以來，受社會(huì)發(fā)展你的影響，我國(guó)現(xiàn)代化程度不斷提高，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，信息化時(shí)代已經(jīng)到來，人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性產(chǎn)生了更高的要求。BIM技術(shù)作為一種現(xiàn)代信息化技術(shù)，將其充分應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑施工工程成本質(zhì)量等方面的控制。本文針對(duì)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)槲覈?guó)建筑施工工程的進(jìn)一步發(fā)展提供一定的理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);BIM;應(yīng)用策略

BIM是一項(xiàng)創(chuàng)建或利用數(shù)字模型進(jìn)行建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和管理的技術(shù)，對(duì)于建筑設(shè)計(jì)來說，BIM是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和流程，為設(shè)計(jì)項(xiàng)目提供了智能化、數(shù)字化的信息交換平臺(tái)，具有設(shè)計(jì)協(xié)同、參數(shù)化、模擬、分析管理等功能。在現(xiàn)階段的國(guó)內(nèi)外建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，BIM技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注，不少學(xué)者認(rèn)為，BIM技術(shù)是未來數(shù)字化、信息化建筑行業(yè)必不可少的一項(xiàng)技術(shù)，在許多建在現(xiàn)代化建筑中，涌現(xiàn)出諸多形式新穎、造型奇特的建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)或巧妙或復(fù)雜，設(shè)計(jì)則往往十分困難。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方法已不適用于現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，本文主要對(duì)BIM這一技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展開研究，以BIM的顯著特征及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的普遍問題作為論述的出發(fā)點(diǎn)，總結(jié)和探討B(tài)IM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在建筑設(shè)計(jì)企業(yè)，BIM技術(shù)是建筑項(xiàng)目各方信息進(jìn)行及時(shí)有效傳遞和交換的平臺(tái)。

1、BIM技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1.1視覺設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)在視覺設(shè)計(jì)中最直觀的功能之一。與傳統(tǒng)的CAD圖相比，使用BIM技術(shù)的整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過程是三維可視化。設(shè)計(jì)人員可以使用三維視覺模型更好地設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和布局，從而可以更直觀地看到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的形狀、結(jié)構(gòu)和荷載特性，還可以同時(shí)模擬建筑過程，使建筑設(shè)計(jì)方案更加合理及準(zhǔn)確。

1.2 BIM技術(shù)具備極強(qiáng)的協(xié)調(diào)性。

BIM技術(shù)將會(huì)全程參與到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，并將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理匯總并最終形成信息模型，在此過程中，BIM技術(shù)會(huì)將各個(gè)部門聯(lián)系起來，使其成為一個(gè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的整體，打破了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中部門各自為戰(zhàn)的情況。BIM技術(shù)具備極強(qiáng)的協(xié)調(diào)性，能大大提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的工作效率。

1.3提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成率

現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，會(huì)通過組合的BIM軟件來完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，在保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精確性的同時(shí)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完成率。

1.4模擬性

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅可以模擬單一的建筑，還可以模擬特殊事物與條件。BIM技術(shù)能結(jié)合特殊要素，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，包括節(jié)能模擬實(shí)驗(yàn)、緊急疏散人群模擬實(shí)驗(yàn)等。對(duì)外招投標(biāo)時(shí)，采用4D模擬形式進(jìn)行分析，渲染效果更為精準(zhǔn)，通過直觀的宣傳方式向業(yè)主展示，更能提高業(yè)主滿意度，以提高項(xiàng)目中標(biāo)機(jī)率。

2、基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用策略

2.1建筑結(jié)構(gòu)模型的參數(shù)化應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)模型中，常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)件有基礎(chǔ)、梁、柱、板、墻等，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員需要花費(fèi)大量的時(shí)間及精力在這些結(jié)構(gòu)構(gòu)建的繪制與信息匯總中，使得設(shè)計(jì)工作量相對(duì)較大。而BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的參數(shù)化功能，可以進(jìn)行三維模型及模型相關(guān)信息的參數(shù)化表達(dá)，將二維設(shè)計(jì)中的點(diǎn)、線、面等元素轉(zhuǎn)化為三維設(shè)計(jì)中的梁、柱、板、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并且應(yīng)用“族”概念，將重復(fù)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件統(tǒng)一結(jié)合起來，將同族結(jié)構(gòu)單元的幾何信息、邏輯信息、材料屬性等參數(shù)信息包含在同一族內(nèi)，并且將個(gè)體構(gòu)件的所有特征，構(gòu)件、構(gòu)件之間的簡(jiǎn)單或復(fù)雜關(guān)系集中起來，讓數(shù)字化的構(gòu)件模型與現(xiàn)實(shí)中真正的構(gòu)件結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)。在BIM軟件中，只需選擇相應(yīng)的構(gòu)件族，設(shè)置其實(shí)例參數(shù)，然后根據(jù)軸網(wǎng)坐標(biāo)將其放置到指定位置即可完成該建筑結(jié)構(gòu)的BIM模型創(chuàng)建，后續(xù)再根據(jù)需要搭建主體BIM模型，提高設(shè)計(jì)工作的效率。

另外，BIM技術(shù)的參數(shù)化功能還可提高設(shè)計(jì)工作的修改效率。參數(shù)化的BIM模型，其信息均保存在軟件數(shù)據(jù)庫中，這一參數(shù)化的形式數(shù)據(jù)庫，具有強(qiáng)大的參數(shù)修改功能，設(shè)計(jì)人員提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的文字、符號(hào)的任何修改時(shí)，BIM數(shù)據(jù)庫都會(huì)隨之改變，然后迅速地在BIM模型中表現(xiàn)出相應(yīng)的變化，保證了BIM模型與相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)一致，通俗來說，就是可進(jìn)行聯(lián)動(dòng)修改提高設(shè)計(jì)修改的效率。

2.2 BIM技術(shù)在施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

現(xiàn)代BIM技術(shù)的應(yīng)用是在平面設(shè)計(jì)和立體圖形設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展來的，這種技術(shù)能通過建筑圖紙的應(yīng)用來有效地體現(xiàn)出建筑物的3D立體效果，從而幫助相關(guān)的工作人員判斷建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合具體的使用情況來不斷地修改以及優(yōu)化，在完善過程中會(huì)消耗大量的人力資源，影響到施工工程的進(jìn)度以及效率，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地彌補(bǔ)這項(xiàng)缺點(diǎn)，通過3D建模來提高建筑結(jié)構(gòu)整體的可視性程度，讓建筑結(jié)構(gòu)中一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)更加直觀地展現(xiàn)在人們的面前，幫助人們更好地理解，從而為施工工作的順利開展提供良好的參考價(jià)值。

2.3建筑設(shè)計(jì)不同專業(yè)之間的協(xié)作應(yīng)用

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用并沒有一個(gè)主要方向：要完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要許多不同專業(yè)領(lǐng)域的交流合作。因此，在設(shè)計(jì)過程中，改善不同專業(yè)之間的數(shù)據(jù)和信息交流與聚集以及協(xié)調(diào)處理活動(dòng)是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率和完整性的重要途徑。在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用BIM技術(shù)進(jìn)行信息的交換主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，是中間數(shù)據(jù)問題，完成不同數(shù)據(jù)的交換需要在不同位置和不同設(shè)計(jì)軟件中創(chuàng)建建筑模型所需參數(shù)的信息。另一方面，不同行業(yè)之間各種信息和資源的交換和轉(zhuǎn)移，以及建筑、裝飾和其他建筑領(lǐng)域其他專業(yè)信息的集成，是通過數(shù)據(jù)庫使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理模型進(jìn)行集成、分析和處理而完成的。我們需要確保信息集成的標(biāo)準(zhǔn)化和一致性，從而實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)和不同位置的系統(tǒng)信息交換的最大化，為推動(dòng)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

2.4 BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用

將BIM技術(shù)充分應(yīng)用到建筑項(xiàng)目的施工現(xiàn)場(chǎng)中，能夠有效地提高施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效率。具體來說，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠形成更加科學(xué)、合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，體現(xiàn)出地理信息技術(shù)的特點(diǎn)，將施工區(qū)域中的地質(zhì)環(huán)境和環(huán)境情況進(jìn)行良好的展示，并提高相關(guān)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的了解，針對(duì)性地對(duì)具體的施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改和調(diào)整，保證施工方案的有效性，使其能夠更好地滿足建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量要求，促進(jìn)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效率的提高。

結(jié)語：

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有得天獨(dú)厚的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，將建筑工程的各個(gè)階段有機(jī)地融合在一起，結(jié)合最新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案立體化、直觀化，因此大力發(fā)展BIM技術(shù)，將會(huì)直接改善我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

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