王海

（天津方標(biāo)世紀(jì)規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限公司 天津 300220）

摘要：BIM技術(shù)因其具有的直觀性、協(xié)同性以及關(guān)聯(lián)性逐漸被更多的應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并且取得了良好的應(yīng)用效果。在建筑工程規(guī)模不斷加大背景下，工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜度也逐漸增加，BIM技術(shù)的應(yīng)用剛好可以應(yīng)對(duì)行業(yè)發(fā)展需求，綜合結(jié)構(gòu)、電氣、給排水、暖通空調(diào)等專業(yè)要求進(jìn)行綜合分析，促進(jìn)各專業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)，通過三維可視化，來提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果的科學(xué)性，提高工程建設(shè)綜合效果。本文主要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析。

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)

1BIM的含義

BIM是動(dòng)工之前，在電腦上模擬建造過程，以解決設(shè)計(jì)中的不足和真實(shí)結(jié)構(gòu)中可能存在的問題。這個(gè)模擬不是簡單的堆積木或俄羅斯方塊，而是帶有真實(shí)數(shù)據(jù)的，能夠真正反映現(xiàn)實(shí)問題的模擬。想要模擬一個(gè)建筑，不單模擬它的的建筑信息，結(jié)構(gòu)信息，地理信息也要一同納入，要做大量的運(yùn)算來分析。建筑信息模型是就是用建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，并且通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。

BIM技術(shù)應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠提升項(xiàng)目生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、縮短工期、降低建造成本等。BIM模型可以作為二次渲染開發(fā)的模型基礎(chǔ)，提高了三維渲染效果的精度與效率，給業(yè)主更為直觀的宣傳介紹，提升中標(biāo)幾率。同時(shí)可以作為開發(fā)的模型基礎(chǔ)，提高精度和效率，讓宣傳的力度更好、效果更佳。

BIM數(shù)據(jù)庫的建立，可極為準(zhǔn)確地快速計(jì)算出工程所需完成的總量，提高結(jié)構(gòu)預(yù)算的精度與效率。BIM數(shù)據(jù)庫也可以快速地提供所需支撐的項(xiàng)目各條線管理所需的數(shù)據(jù)信息，這樣就可行之有效地提升建筑結(jié)構(gòu)管理的效率。BIM技術(shù)能自動(dòng)計(jì)算工程實(shí)物量，精確計(jì)劃，這樣就能夠減少浪費(fèi)。在新形勢下，大量的建筑結(jié)構(gòu)企業(yè)很難實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，因?yàn)樗墓こ虜?shù)據(jù)量大，沒有辦法快速準(zhǔn)確地獲得到計(jì)劃，但BIM技術(shù)的出現(xiàn)就可以快速并且準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，為建筑結(jié)構(gòu)企業(yè)制定精密的計(jì)劃，大大減少了人力、物力以及資源的浪費(fèi)。

2BIM技術(shù)的特性

2.1信息集成

BIM技術(shù)一個(gè)很大的特點(diǎn)是對(duì)于各個(gè)方面的信息進(jìn)行整合，一方面是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程方面的數(shù)據(jù)整理，另外一方面是對(duì)設(shè)計(jì)信息方面的整理。在數(shù)據(jù)建模工程中，我們必須把握住每一道工序都有其實(shí)踐的可行性并且能夠保證整個(gè)建模的有序進(jìn)行。計(jì)算機(jī)主要是有三個(gè)維度，利用多個(gè)幾何信息建立信息模型，我們無法忽視的是，在建筑結(jié)構(gòu)中所使用的建筑材料，他們各個(gè)連接結(jié)構(gòu)中的尺寸，以及建筑過程中所用的構(gòu)件數(shù)量等等，這些需要再數(shù)據(jù)建模時(shí)奠定一定的基礎(chǔ)，從過去傳統(tǒng)的CAD制圖，到現(xiàn)在逐漸使用的BIM技術(shù)，我們可以明顯看到在設(shè)計(jì)上面的顯著進(jìn)步。

2.2可傳遞的工作過程

在整個(gè)建模過程中，BIM還有一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是他的數(shù)據(jù)是可以相互傳遞相互統(tǒng)一。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的管理，當(dāng)工作人員更改其中一項(xiàng)數(shù)據(jù)時(shí)，無需在更改其他數(shù)據(jù)，也無需更新新的處理圖紙或者相關(guān)的鏈接，BIM技術(shù)會(huì)通過傳遞的功能讓受到影響的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改。這一項(xiàng)功能可以大大的降低了我們的設(shè)計(jì)工作人員的負(fù)擔(dān)，給他們的工作提高了效率的同時(shí)，也避免了一些不必要的錯(cuò)誤。這也充分體現(xiàn)了BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢。

2.3相互合作

BIM技術(shù)是一種新型的在設(shè)計(jì)模式方面的系統(tǒng)，它有效的統(tǒng)籌了在設(shè)計(jì)、施工、業(yè)主等單位之間的高效溝通，并且為他們提供了很多具體實(shí)際意義的數(shù)據(jù)信息。眾所周知，三維模型的設(shè)置可以讓我們?cè)诙鄠€(gè)層次中來根據(jù)自己所需進(jìn)行工作，而BIM技術(shù)利用自帶的自動(dòng)檢測功能讓多個(gè)對(duì)象相互溝通和相互影響，這樣也充分的體現(xiàn)了協(xié)同合作協(xié)同設(shè)計(jì)的好處，這有利于我們的工作人員降低工程周期，并且還能提升整個(gè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，大大提高了項(xiàng)目的投資報(bào)酬率。

3BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1分析建筑結(jié)構(gòu)和場地

建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具備多種特點(diǎn)，如穩(wěn)固性、安全性等，如其缺少此方面特征，在投入到實(shí)際的應(yīng)用中后很可能會(huì)造成安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，因此需要確保建筑結(jié)構(gòu)的整體合理性，而若要達(dá)到這一目的，首先需要對(duì)場地、建筑結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行深入分析，因場地的實(shí)際情況也會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在分析場地方面，地理信息系統(tǒng)具有很好的作用，將BIM系統(tǒng)與之相連后，即可以完成對(duì)施工場地的模擬，并且建立其相應(yīng)的模型，之后根據(jù)模型對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行篩選，從而確定最佳施工地點(diǎn)。

3.2分析建筑結(jié)構(gòu)性能

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并不是簡單的將框架列出來，而是要使其具有美觀外表的同時(shí)，具有很強(qiáng)的抗震性，否則無法保證其長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，這與建筑質(zhì)量要求也需要相吻合。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)可以知道，若要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行分析，此過程不僅周期較長，并且需要耗費(fèi)大量人力、物力，并且人在進(jìn)行分析時(shí)無法很好的保證質(zhì)量。因人會(huì)受到主觀意識(shí)影響，或因粗心等原因造成結(jié)果出現(xiàn)偏差，而利用BIM技術(shù)可以將其中包含的性能分析軟件的作用充分發(fā)揮出來，自動(dòng)化的分析可以有效避免誤差情況的出現(xiàn)，并且在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)有不足之處時(shí)，也可以自行對(duì)其進(jìn)行校正。

3.3構(gòu)建整體結(jié)構(gòu)模型

建筑工程質(zhì)量如何直接受到建筑結(jié)構(gòu)的影響，若建筑結(jié)構(gòu)不夠科學(xué)合理，不僅無法保證整體工程的質(zhì)量，也會(huì)浪費(fèi)更多的人力、物力和財(cái)力，因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)此方面的重視。應(yīng)用BIM技術(shù)后，其可以幫助建立一個(gè)完善的建筑整體結(jié)構(gòu)模型，如其可以在梁、板、柱以及樓梯等方面提供有價(jià)值的信息，以墻體結(jié)構(gòu)構(gòu)件為例，可以針對(duì)相關(guān)流程進(jìn)行深入探討：①定義建筑實(shí)體；②定義墻體實(shí)體；③利用集合關(guān)聯(lián)實(shí)體進(jìn)行樓層實(shí)體和建筑實(shí)體的關(guān)聯(lián)。

3.4構(gòu)建關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)模型

關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)模型的建立相對(duì)較為復(fù)雜，并且需要注意的事項(xiàng)眾多，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)人員必須意識(shí)到各個(gè)個(gè)體間關(guān)聯(lián)性的重要性，并且將對(duì)稱性關(guān)聯(lián)方面的問題徹底解決。在應(yīng)用BIM技術(shù)后，相關(guān)人員可以其將建筑對(duì)稱性關(guān)聯(lián)和不對(duì)稱關(guān)聯(lián)更加直白的表現(xiàn)出來，如以洞口和墻體為例，洞口會(huì)依附于墻體實(shí)體之上，將洞口刪除時(shí)，墻體并不會(huì)消失，但若將墻體刪除，洞口也會(huì)隨之消失，與此可以看出，利用洞口關(guān)聯(lián)實(shí)體，可以建立洞口與墻體之間的關(guān)聯(lián)。

3.5構(gòu)建部分結(jié)構(gòu)模型

BIM模型擁有多重屬性，如最為常見的力學(xué)性能、成本以及材料等，如今大部分模型構(gòu)件對(duì)很多模型的應(yīng)用均有了獨(dú)特的要求，而IFC模型的廣泛性最佳，幾乎可以滿足所有的屬性要求。以墻體為例來定義關(guān)聯(lián)關(guān)系，IFC模式下的墻體主要包括結(jié)構(gòu)層、隔熱層以及外墻面等部分，而若要做好此方面工作，則需要：①定義材料屬性；②利用材料層集合使用實(shí)體、材料分層，并對(duì)其分別進(jìn)行定義；③利用材料關(guān)聯(lián)實(shí)體進(jìn)行墻體材料與墻體的關(guān)聯(lián)。部分結(jié)構(gòu)模型的建立情況如何對(duì)于整個(gè)工程而言也意義重大。

3.6應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同

建筑工程的數(shù)據(jù)信息在BIM模型中會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，也會(huì)不斷增加、刪減相關(guān)信息，為了能夠使整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量不受影響，可以采取如下措施：①區(qū)域不同時(shí)應(yīng)進(jìn)行分別設(shè)計(jì)，避免在此過程中造成信息混亂的情況；②在整個(gè)模型中設(shè)置中性數(shù)據(jù)庫，如此一來即使再多設(shè)計(jì)者在進(jìn)行數(shù)據(jù)交流時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)問題。在進(jìn)行協(xié)同處理時(shí)，其能夠?qū)⑺邢嚓P(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并通過統(tǒng)一平臺(tái)對(duì)該方面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，從而確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有足夠的協(xié)調(diào)性。

4結(jié)語

將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量具有重要意義。為充分發(fā)揮技術(shù)所具有的優(yōu)勢，需要利用其所具有的特點(diǎn)，做好結(jié)構(gòu)各個(gè)階段設(shè)計(jì)，保證最終方案的科學(xué)性。

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