劉志賀 姜鵬

摘 要：BIM技術(shù)對進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量及效率有著重要意義，并可以幫助建筑企業(yè)在建筑產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有效降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的成本投入，雖然BIM技術(shù)的各項(xiàng)功能基本可以滿足現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的需求，但是BIM技術(shù)也對設(shè)計(jì)人員的整體素質(zhì)提出了更高要求。本文主要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：建筑工程；結(jié)構(gòu)技術(shù)；BIM技術(shù)；具體應(yīng)用

一、BIM技術(shù)的簡要概述

在建筑形式和數(shù)量不斷增多的形式下，工程項(xiàng)目中所涉及的信息量也越來越大，這些信息如果得到及時(shí)收集，并加以利用，那么對于其他建筑工程的建設(shè)將會具有極大的推動(dòng)作用。不但能夠縮短工期，還能夠有效節(jié)約成本，提高施工質(zhì)量，除此之外還能夠更好的避免很多施工事故的發(fā)生，因此，信息技術(shù)在我國建筑工程中的優(yōu)勢非常顯著。但是現(xiàn)階段，還是應(yīng)該采取一定的措施更好的發(fā)展和推廣這項(xiàng)技術(shù)，這樣才能夠?qū)⒋思夹g(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，有效的節(jié)約成本，提高施工效率以及保障施工安全。

二、BIM技術(shù)的特點(diǎn)分析

1、可視化。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)只能通過紙張或者計(jì)算機(jī)2D/3D軟件完成，其主要作用是為后期施工提供相應(yīng)的規(guī)格尺寸及效果展示，但還需要借助人們的空間想象才能將整個(gè)建筑在自己的腦海中呈現(xiàn)。BIM技術(shù)的出現(xiàn)為建筑模型的直觀展現(xiàn)提供了平臺，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念能夠直接在建筑模型中展示出來，有助于建筑企業(yè)內(nèi)部的人員交流，并對相關(guān)的設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，做出最佳決策。

2、協(xié)調(diào)性。協(xié)調(diào)性首先是設(shè)計(jì)部門內(nèi)部各專業(yè)人員間的組織協(xié)調(diào)，在內(nèi)部形成一個(gè)有效的標(biāo)準(zhǔn)性文件，便與推動(dòng)建筑工程的進(jìn)程。另外BIM技術(shù)還能夠在建筑內(nèi)部相關(guān)布置以及空間設(shè)置上起到協(xié)調(diào)的效果，例如樓梯井的布置、防火區(qū)布置、水管布置、線路布置以及其他輔助布置等。

3、模擬性。BIM技術(shù)能夠利用建立模型來模仿現(xiàn)實(shí)中的建筑，并通過其表現(xiàn)形態(tài)得出一些具有重要參考意義的數(shù)據(jù)。例如在進(jìn)行材料配比與承受應(yīng)力之間的關(guān)系時(shí)，僅僅通過經(jīng)驗(yàn)與猜測難以找到最佳配比的真實(shí)比例，因此可以借助BIM技術(shù)將利用優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)的方案數(shù)據(jù)輸入仿真系統(tǒng)中，模擬建筑的結(jié)構(gòu)，在模擬環(huán)境中測試不同材料比例的受力情況，將得到的數(shù)據(jù)繪制成統(tǒng)計(jì)圖，明確找到最佳配比點(diǎn)。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM模型所包含的內(nèi)容

1、構(gòu)件方面。BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)中具有非常重要的作用，其中內(nèi)容很豐富，包括構(gòu)建材料、幾何尺寸以及荷載等信息，這些信息能夠非常直觀的顯示出來，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員能夠隨時(shí)進(jìn)行使用和分享。尤其是在結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方面，BIM技術(shù)的使用，能夠快速和直接進(jìn)行構(gòu)件作用的判斷，將梁、板以及墻、柱等部分的信息進(jìn)行定義，同時(shí)能夠?qū)B接構(gòu)件做出更加合理的判定，這樣是為了更好的將其與節(jié)點(diǎn)的進(jìn)行匹配，這樣就能夠?qū)⑺⒛Ｐ偷男畔⑦M(jìn)行科學(xué)地參數(shù)計(jì)算。

2、整體層次關(guān)系。使用BIM技術(shù)，必須要建模，而模型的構(gòu)件需要大量的信息數(shù)據(jù)，在虛擬的條件下，模型能夠非常正確完整將結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，為人們提供最合理、最具可行性的設(shè)計(jì)施工方案，同時(shí)，還可以緩解施工過程中所產(chǎn)生的突發(fā)問題，協(xié)調(diào)各部分施工之間的關(guān)系，BIM技術(shù)可以及時(shí)搜集并整理各種施工信息，并實(shí)現(xiàn)分享，施工人員以及技術(shù)人員在需要的時(shí)候可以隨時(shí)進(jìn)行查閱和使用，為建筑結(jié)構(gòu)整體分析計(jì)算提供更多依據(jù)。

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

1、建立完整的項(xiàng)目樣板。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，項(xiàng)目樣板是所有設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)，而項(xiàng)目樣板設(shè)計(jì)所包含內(nèi)容很多，具體為標(biāo)準(zhǔn)化處理的線型、字體以及符號等方面。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠快速有效的建立完整的樣板，并且能夠避免很多不必要的重復(fù)，減少無用功，提高工作效率，現(xiàn)階段，我國已經(jīng)建立了一套符合我國實(shí)際情況的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)能夠?qū)ξ覈Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控并能夠更具不同用戶的需求，有針對性的進(jìn)行指導(dǎo)。

2、設(shè)計(jì)符合要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在建筑結(jié)構(gòu)中，梁、柱以及樓板等都是非常重要的基礎(chǔ)部件，因此這些構(gòu)件對于建筑來說，有著非常重要的支撐作用，通常來說，它們一般為預(yù)制構(gòu)件、現(xiàn)澆構(gòu)件以及各鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件等。設(shè)計(jì)的時(shí)候，要從建筑物的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)不同需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這些形式中，比較常用的就是現(xiàn)澆構(gòu)件。

3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的平法表示。在鋼筋混凝土施工圖繪制中，通常采用平面方法進(jìn)行表示，在圖紙上采取特殊的符號進(jìn)行標(biāo)注，施工技術(shù)人員通過工藝轉(zhuǎn)換形成樣圖。BIM技術(shù)可以使平面表示法的內(nèi)容多環(huán)節(jié)和多角度展示，BIM模型能夠更加輕松的提取出關(guān)鍵數(shù)據(jù)和核心信息，以滿足施工時(shí)間和放樣需求。

五、對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中難點(diǎn)的處理

1、應(yīng)用BIM技術(shù)的三維設(shè)計(jì)工具軟件（Revit等）用了較多的模塊參變量和系統(tǒng)參數(shù)，與二維創(chuàng)建視圖技術(shù)有很大的不同，軟件需要兼顧與二維設(shè)計(jì)習(xí)慣的一致性，所以模塊參變量和系統(tǒng)參數(shù)比常規(guī)工具軟件要復(fù)雜很多，這就使得應(yīng)用中因?yàn)橄到y(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或參數(shù)與參數(shù)之間不匹配而導(dǎo)致很多意想不到的問題。

2、結(jié)構(gòu)工程師在建立BIM模型時(shí)，注重的問題主要是結(jié)構(gòu)模型能否自動(dòng)生成平法施工圖文檔，以及能否正確轉(zhuǎn)化為可以被結(jié)構(gòu)分析軟件認(rèn)可的結(jié)構(gòu)分析模型。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性分析計(jì)算是首要環(huán)節(jié)和重要問題。

六、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的未來發(fā)展

BIM技術(shù)相比于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了建筑的參數(shù)化設(shè)計(jì)，還有效的將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用起來。設(shè)計(jì)人員在將建筑物設(shè)計(jì)完成后可以通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對建筑物的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保在受力以及各建筑部分協(xié)調(diào)上具有可行性，最低標(biāo)準(zhǔn)是在使用期內(nèi)不能發(fā)生結(jié)構(gòu)安全問題，同時(shí)在建筑施工過程中應(yīng)該體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中除了要滿足正常使用需求還要考慮一些突發(fā)情況，例如受到地震等因素的影響，保證承受一定范圍外力的影響，保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到相關(guān)因素可能造成的影響，利用BIM技術(shù)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行演練，并結(jié)合仿真結(jié)果在設(shè)計(jì)之初利用有限元及力學(xué)原理，從不同角度進(jìn)行受力分析，從而保障設(shè)計(jì)的合理性與安全性。

七、結(jié)束語

總之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確保建筑結(jié)構(gòu)能夠承受各種環(huán)境下的外力作用，這樣才能夠確保人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠有效提高設(shè)計(jì)的合理性，可行性同時(shí)兼具經(jīng)濟(jì)性，最大限度提高建筑質(zhì)量，為國家和人們的利益提供保障。

（作者身份證號碼：1.152326198912252018；

2.231182198909042510）