師志鵬

（天津市新型建材建筑設(shè)計(jì)研究院 天津 300381）

引言

伴隨著建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，建筑數(shù)量也在不斷的增加，這也間接提高了建筑的安全性問(wèn)題。近些年我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提升，人們的生活治水平也在不斷的改善，這和建筑領(lǐng)域的快速發(fā)展有著密切關(guān)聯(lián)性，建筑如今不僅是社會(huì)發(fā)展中無(wú)法或缺的因素，同時(shí)也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性不言而喻。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，因?yàn)閭鹘y(tǒng)技術(shù)的缺陷，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)法滿足社會(huì)的發(fā)展需求，這也就為BIM技術(shù)的應(yīng)用提供了條件與環(huán)境。對(duì)此，探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用具備顯著現(xiàn)實(shí)意義。

1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)屬于數(shù)字化技術(shù)的一種，該技術(shù)的引進(jìn)對(duì)于我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著顯著性影響，伴隨著B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，工程建設(shè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)逐漸走向三維設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)用BIM技術(shù)可以更好的完善工程建設(shè)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于建筑專業(yè)化的信息建設(shè)有著明顯的補(bǔ)充效果。BIM參數(shù)模型當(dāng)中的相關(guān)信息可以在項(xiàng)目的全生命周期中實(shí)現(xiàn)共享與傳遞，在項(xiàng)目的不同階段當(dāng)中以不同的利益目的應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的插入、提取以及修改，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的改進(jìn)[1]。

BIM技術(shù)的特征主要在于三個(gè)方面：①信息集成。BIM信息集成主要在于兩個(gè)方面，分別為設(shè)計(jì)過(guò)程的集成以及設(shè)計(jì)信息的集成。根據(jù)BIM應(yīng)用技術(shù)的實(shí)際需求，整體建筑工程當(dāng)中位移的信息模型便是建筑信息模型，所有相關(guān)的專業(yè)設(shè)計(jì)信息都需要在這一個(gè)模型當(dāng)中完成，所以BIM技術(shù)有著較為突出的信息集成特征，在平臺(tái)基礎(chǔ)上，只要專業(yè)的設(shè)計(jì)人員可以在平臺(tái)上進(jìn)行操作，便可以完成多個(gè)專業(yè)的交互性設(shè)計(jì)，促使集成化設(shè)計(jì)結(jié)果得以實(shí)現(xiàn)。建筑信息模型最為核心的內(nèi)容便是數(shù)據(jù)庫(kù)，但是數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)是以三維模型的信息化方式建設(shè)而成，這一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)涉及到的內(nèi)容比較多，例如空間信息、構(gòu)件尺寸、材料信息以及連接方式等，借助這一些數(shù)據(jù)庫(kù)可以獲取所需要的所有信息，相對(duì)于傳統(tǒng)CAD技術(shù)而言所能夠體現(xiàn)的設(shè)計(jì)效果更加明顯，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值更加突出[2]；②協(xié)同性設(shè)計(jì)。可以借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同性設(shè)計(jì)，建設(shè)一個(gè)建筑設(shè)計(jì)平臺(tái)的過(guò)程中，可以為業(yè)主、設(shè)計(jì)部門(mén)、施工部門(mén)等提供數(shù)據(jù)的共享，從而實(shí)現(xiàn)更加理想的構(gòu)想，相關(guān)的各個(gè)方面均可以按照各方的實(shí)際需求，對(duì)所需要的信息做出快速的反應(yīng)。與此同時(shí)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面應(yīng)用BIM技術(shù)可以自動(dòng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)建、設(shè)備管線等之間的影響進(jìn)行實(shí)時(shí)性的檢測(cè)，從而促使設(shè)計(jì)結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)內(nèi)容沖突的問(wèn)題，減少設(shè)計(jì)人員在整個(gè)建筑建設(shè)中的工作量[3]；③傳遞性設(shè)計(jì)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面合理應(yīng)用BIM技術(shù)可以促使不同工作的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有效的關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)與修改等過(guò)程中，將一個(gè)內(nèi)容進(jìn)行修改之后，BIM技術(shù)便會(huì)自動(dòng)對(duì)后續(xù)的信息進(jìn)行修改，并自動(dòng)進(jìn)行傳遞制作成為相應(yīng)的圖紙。同時(shí)，BIM技術(shù)還能夠在施工模擬展示方面實(shí)現(xiàn)改進(jìn)，減少工程師在施工中多項(xiàng)因素的影響，簡(jiǎn)化工作量并節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)效率的顯著推動(dòng)。

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

2.1 數(shù)據(jù)信息化的應(yīng)用

BIM技術(shù)作為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)中的發(fā)展代表，其能夠?qū)Χ喾N信息實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一性的處理，這一點(diǎn)相對(duì)于傳統(tǒng)的CAD軟件等有著絕對(duì)性的優(yōu)勢(shì)[4]。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以應(yīng)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程信息的實(shí)時(shí)性處理與分析，并建設(shè)相應(yīng)的建筑工程數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于在建筑工程數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中及時(shí)查詢和工程相關(guān)的信息，同時(shí)還有多種信息之間的融合性也會(huì)更加明顯，彼此之間的關(guān)聯(lián)性更加突出，這一種數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)為設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)時(shí)間、工作量有明顯的減少，設(shè)計(jì)人員如果想要查詢和建筑相關(guān)的信息，便可以在數(shù)據(jù)中查找，查找效率更高，準(zhǔn)確性更高，設(shè)計(jì)效率可以達(dá)到顯著提升。

2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容更加合理

對(duì)于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，圖紙的修改難度非常高，同時(shí)修改后發(fā)生問(wèn)題的可能性也比較高，這也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作量比較大的主要原因[5]。建筑結(jié)構(gòu)本身具備許多的特征，例如安全性與穩(wěn)定性，如果對(duì)于這些方面的分析不足，在建筑施工過(guò)程中便會(huì)形成嚴(yán)重的安全性隱患，所以需要保障建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性，如果想要達(dá)到這一設(shè)計(jì)目標(biāo)，就必須對(duì)場(chǎng)地、建筑結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面進(jìn)行深入性的分析，因?yàn)閳?chǎng)地的實(shí)際狀況也會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所以在分析場(chǎng)地時(shí)地理信息系統(tǒng)具備較為理想的作用，將BIM系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)相連接之后，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工場(chǎng)地的場(chǎng)地環(huán)境、條件等因素的模擬，并建設(shè)相應(yīng)的模型，按照模型對(duì)不同的內(nèi)容進(jìn)行篩選，從而明確最佳的施工地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖紙修改的可能性控制目的。另外，借助BIM技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑模型的數(shù)據(jù)獲取，這一種方式可以有效提升修正圖紙的效率，設(shè)計(jì)人員如果想要修改圖紙，只需要對(duì)圖紙中部分信息進(jìn)行修改，BIM技術(shù)會(huì)根據(jù)修正的內(nèi)容對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這也為錯(cuò)誤發(fā)生率控制提供了明顯幫助。

2.3 統(tǒng)一性設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中合理應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以對(duì)建筑工程的視覺(jué)效果達(dá)到理想的作用，同時(shí)對(duì)于建筑工程當(dāng)中的外貌、光源、材質(zhì)屬性等實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的掌握，應(yīng)用BIM技術(shù)可以在設(shè)計(jì)當(dāng)中融合工程的所有數(shù)據(jù)信息，設(shè)計(jì)人員便可以在對(duì)建筑工程的節(jié)能效果、建筑工程的光源以及舒適性等方面進(jìn)行改進(jìn)，從而提供最佳的設(shè)計(jì)方案[6]。BIM技術(shù)不僅可以對(duì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)模型處理效果也會(huì)更加理想，對(duì)設(shè)計(jì)當(dāng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行演算的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)效果圖的最佳化渲染，從而更好的實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性。

2.4 模型建設(shè)的應(yīng)用

以鋼結(jié)構(gòu)為例，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用非常廣泛，為了更好的保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須合理。設(shè)計(jì)人員可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)行建模處理，建模的過(guò)程中因?yàn)榇嬖谶B接、加強(qiáng)件兩個(gè)方面的問(wèn)題，鋼結(jié)構(gòu)的連接形式存在梁梁鉸接、連接梁柱等方式，在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要綜合性考慮梁體的高度，并促使連接部分更加符合施工的實(shí)際需求，將BIM技術(shù)應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)的建模當(dāng)中，工程人員可以更好的獲取材料的參數(shù)信息，同時(shí)對(duì)螺栓的數(shù)量、螺栓之間的距離實(shí)現(xiàn)更加理想的控制。設(shè)計(jì)人員只需要將參數(shù)的信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷谋憧梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)連接件的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，對(duì)于加強(qiáng)件而言，設(shè)計(jì)人員只需要對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)制定實(shí)行統(tǒng)一性的掌握，然后在施工中針對(duì)性的定位加強(qiáng)件即可，設(shè)計(jì)效率可以得到顯著提升。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將BIM技術(shù)合理應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠促使整個(gè)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量以及效率得到顯著提升，同時(shí)也可以有效的控制與降低建筑企業(yè)在材料加工方面的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本，促使建筑建設(shè)水平得到顯著提升。BIM技術(shù)的各項(xiàng)功能都可以滿足當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，但是也為應(yīng)用BIM技術(shù)的工作人員提出了更為苛刻的要求，要求其具備更為專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)以及整體素質(zhì)，從而推動(dòng)建筑企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

[1]陳明，史健勇.建筑信息模型技術(shù)在地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工業(yè)建筑，2016，46（12）：196～200.

[2]張海燕.建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)中的建筑信息模型運(yùn)用探討[J].建筑技術(shù)，2017，48（8）：876～878.

[3]李天，丁慶瑞，樊嘉.BIM技術(shù)在工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑改造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].建筑科學(xué)，2017，14（11）：87～91.

[4]陳竟翔，曾明根，孫麗明.BIM技術(shù)在大型復(fù)雜橋梁施工方案優(yōu)化中的應(yīng)用探索——以范蠡大橋項(xiàng)目為例[J].結(jié)構(gòu)工程師，2017，33（2）：182～189.

[5]劉超，趙天怡，張吉禮，等.基于建筑信息模型的建筑熱工系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析[J].暖通空調(diào)，2016，46（3）：27～32.

[6]牛亮亮，蘇明.基于BIM的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及風(fēng)險(xiǎn)管理研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2017，23（8）：165～167.