臧龍

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，房地產(chǎn)行業(yè)的影響日益擴(kuò)大，建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求也越來越高。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑行業(yè)的基礎(chǔ)，不僅涵蓋了設(shè)計(jì)師對(duì)施工建筑的所有表達(dá)，更是整個(gè)建筑施工階段最基礎(chǔ)最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU17文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮，建筑行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。在工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占據(jù)重要位置。只有提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，才能保證建筑項(xiàng)目的整體質(zhì)量。BIM技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)的代表，將這一技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以收獲事半功倍的效果。因此必須把握BIM技術(shù)的內(nèi)涵，發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

1BIM技術(shù)的主要應(yīng)用特點(diǎn)

1.1信息化特征

BIM技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的代表，集成了現(xiàn)代信息技術(shù)的強(qiáng)大功能，可以對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類儲(chǔ)存和分析管理，建構(gòu)科學(xué)的信息模型。建筑信息模型為后期項(xiàng)目建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑模型進(jìn)行優(yōu)化，確保各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性。BIM技術(shù)構(gòu)建了信息平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以登錄信息平臺(tái)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的一體化。信息建模型以數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)，記載了建筑結(jié)構(gòu)信息、施工材料信息、建筑構(gòu)件信息等。設(shè)計(jì)人員可以通過查詢功能快速檢索數(shù)據(jù)，加快建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的速度。

1.2協(xié)同性特征

BIM技術(shù)具有突出的實(shí)用價(jià)值，其為設(shè)計(jì)人員、業(yè)主和施工方提供了互動(dòng)溝通的平臺(tái)，主體可以通過登錄平臺(tái)來傳達(dá)主體需求，實(shí)現(xiàn)單位之間的信息連接。設(shè)計(jì)人員在完成工作后，需要將模型信息發(fā)送給業(yè)主，在業(yè)主認(rèn)可的前提下指導(dǎo)施工方工作。BIM技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)要素、建筑構(gòu)件要素等進(jìn)行檢測(cè)，分析構(gòu)件之間的影響要素，并提出削弱外部影響的策略。通過BIM技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量將明顯提升，建筑工程項(xiàng)目可以滿足多方主體的需要。

1.3高效性特征

建筑設(shè)計(jì)過程中互產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，成為設(shè)計(jì)者關(guān)注的重點(diǎn)問題，BIM技術(shù)解決了設(shè)計(jì)人員的困擾，可以將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到適當(dāng)位置。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)發(fā)生變更時(shí)，BIM系統(tǒng)將根據(jù)變化數(shù)據(jù)調(diào)整建筑工程模型，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行快速修改。BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)模擬施工的目標(biāo)，對(duì)建筑場(chǎng)景進(jìn)行還原。在BIM技術(shù)的作用下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將更加高效。

2BIM技術(shù)的積極作用

2.1規(guī)避施工隱患提高工程質(zhì)量

工程質(zhì)量直接影響著整個(gè)項(xiàng)目乃至整個(gè)行業(yè)。在建筑項(xiàng)目的實(shí)際操作過程中，施工人員專業(yè)技能水平參差不齊，容易滋生違規(guī)施工或者不按照既定圖紙實(shí)施工等問題，影響工程質(zhì)量和項(xiàng)目進(jìn)度。BIM技術(shù)通過三維建模，可以對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行全方位的仿真模擬，有效驗(yàn)證施工技術(shù)的可行性。

2.2優(yōu)化項(xiàng)目環(huán)節(jié)提高企業(yè)利潤

建筑項(xiàng)目具有難度大、周期長的特點(diǎn)，從前期籌劃到后期施工都存在著工程變更的可能，每次變更不僅加大了項(xiàng)目難度，而且對(duì)成本的把控增加了難度。從規(guī)劃投標(biāo)到工程實(shí)施，從項(xiàng)目變更到竣工結(jié)算，BIM技術(shù)可以幫助企業(yè)在各個(gè)階段有效的進(jìn)行成本管理，將企業(yè)的成本利潤進(jìn)一步最大化。同時(shí)BIM技術(shù)可以對(duì)信息數(shù)據(jù)直接提取和存儲(chǔ)，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃和重組，建立信息模型，不僅方便項(xiàng)目參與的各方人員進(jìn)行數(shù)據(jù)交流和共享，而且能一模多用，對(duì)企業(yè)的長期發(fā)展有積極的作用。

3BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用難點(diǎn)

3.1BIM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用成本高

由于BIM技術(shù)軟件由國外開發(fā)，國內(nèi)施工企業(yè)在項(xiàng)目前期需要自行購買軟件，再對(duì)從業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，然后才能正式投入到BIM技術(shù)的應(yīng)用中。原本BIM技術(shù)在監(jiān)護(hù)項(xiàng)目中的應(yīng)用周期就比較長，針對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的專業(yè)咨詢費(fèi)用也較高。前期過長的人員投入、資金投入等，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的收益有所影響。過高的成本壓力，使很多企業(yè)望而卻步。

3.2易受外部影響

在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要建構(gòu)基礎(chǔ)模型，并將建筑模型放到結(jié)構(gòu)分析軟件中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)分析軟件可以提供反饋意見，設(shè)計(jì)師根據(jù)反饋意見，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行修正。反饋信息的過程就是設(shè)計(jì)方案更新的過程。因此從這個(gè)角度來看，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的統(tǒng)一。一方面，設(shè)計(jì)人員要關(guān)注建筑模型的真實(shí)性、科學(xué)性，確保建筑模型的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。另一方面，設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑模型的外部環(huán)境變化進(jìn)行分析，使建筑模型設(shè)計(jì)與施工實(shí)相符合。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易受到建筑材料、建筑構(gòu)件的影響。在荷載組合不當(dāng)、力學(xué)特征分析不力的情況下，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤，阻礙后續(xù)工作的順利展開。

3.3自主研發(fā)技術(shù)有待提升

BIM最早起源于美國，目前應(yīng)用于BIM技術(shù)的軟件也基本是由國外發(fā)達(dá)國家開發(fā)。同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用主要集中在世界發(fā)達(dá)國家的建筑項(xiàng)目中。雖然目前在中國也得到了較為廣泛的應(yīng)用，但目前我國的技術(shù)研發(fā)能力依然處于相對(duì)落后的階段。由于國內(nèi)外的各種因素差異，BIM技術(shù)軟件對(duì)國內(nèi)的很多項(xiàng)目并不適用，這在很大程度上對(duì)建筑企業(yè)的二次研發(fā)技術(shù)能力提出了重要挑戰(zhàn)。BIM技術(shù)是比傳統(tǒng)的CAD操作難度更大，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，面臨著一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

4BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用路徑

4.1可視化設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員會(huì)采用CAD技術(shù)，形成完整的建筑設(shè)計(jì)圖紙，并將建筑設(shè)計(jì)圖紙發(fā)放給施工方，讓施工方按照設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容進(jìn)行施工。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分析，展示建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的詳細(xì)信息。CAD技術(shù)無法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行細(xì)節(jié)展示，在一定程度上會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)效性。為了避免出現(xiàn)上述問題，可以應(yīng)用BIM技術(shù)，形成建筑結(jié)構(gòu)的三維立體模型。立體模型明確了各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行直觀分析，對(duì)不符合要求的建筑構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。在生成三維立體模型之后，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局調(diào)整和規(guī)劃安排，計(jì)算建筑物體量。BIM技術(shù)是可視化過程中的重要技術(shù)，而可視化技術(shù)可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)考察，直至得到最佳設(shè)計(jì)方案。

4.2提升自主研發(fā)能力

鼓勵(lì)企業(yè)間開展技術(shù)交流，開展國外技術(shù)人才的引進(jìn)，對(duì)先進(jìn)的技術(shù)開展借鑒和學(xué)習(xí)。同時(shí)在國內(nèi)開展人才的培養(yǎng)，從企業(yè)到學(xué)校，為人才的儲(chǔ)備打好基礎(chǔ)。為技術(shù)的開發(fā)和研究提供源源不斷的儲(chǔ)備力量。

4.3降低企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用成本

對(duì)新技術(shù)進(jìn)行一定程度的政府支持，同時(shí)組織聯(lián)合開發(fā)，群策群力，將BIM技術(shù)進(jìn)行本土化，使之為我所用。將技術(shù)與我國的項(xiàng)目進(jìn)行有效的結(jié)合，通過多次的磨合和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不斷探索和開發(fā)適合中國本土化的BIM技術(shù)。

4.4參數(shù)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的難度比較大，以鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì)為例，在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅要考察構(gòu)件的位置、構(gòu)件之間的連接方式，還要找到構(gòu)件的連接點(diǎn)，確保構(gòu)件的穩(wěn)定性。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行連接時(shí)，必須要對(duì)連接梁的高度進(jìn)行測(cè)算，查看構(gòu)件的連接類型，并對(duì)每個(gè)構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)提供了三維立體模型，因此在開展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該先對(duì)模型中的構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，并合理控制螺旋數(shù)量等。在模型調(diào)整過程中，需要保證數(shù)據(jù)信息的快速接收，根據(jù)數(shù)據(jù)信息來繪制加速構(gòu)件。

結(jié)束語

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用有著積極有效的作用，不僅能簡(jiǎn)化工作流程，提高工作效率。尤其在現(xiàn)代建筑項(xiàng)目的實(shí)施中扮演著不可或缺的重要角色。但越是重要的事情，就越是要引起我們的重視。通過進(jìn)一步的探究可以發(fā)現(xiàn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)的應(yīng)用還面臨著很多問題，從法律監(jiān)管的力度到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，從技術(shù)研發(fā)到人員的能力提升，這些問題都需要我們一步步來解決。

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（作者單位：東臺(tái)美年達(dá)建筑裝飾工程有限公司）