陳澤偉

摘? ? 要：在我國綜合國力不斷上升的前提下，群眾對于建筑物的標(biāo)準(zhǔn)要求也不斷增加，建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和多樣對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，尤其在設(shè)計質(zhì)量和工作量方面。二維模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在建筑行業(yè)的要求，基于BIM技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的巨大優(yōu)勢已經(jīng)在多個工程實踐中得到驗證。

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

1? 引言

在建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，模塊化、產(chǎn)業(yè)化等新型建筑形式不斷增多，充分展現(xiàn)出建筑行業(yè)的快速發(fā)展現(xiàn)狀，尤其是建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計日漸有了更高的限定。對此，相應(yīng)設(shè)計師應(yīng)時刻更新自身的設(shè)計思維，并積極在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間有機(jī)運(yùn)用創(chuàng)新技術(shù)、嶄新方法等，從而更高效的提升建筑整體的綜合性能。由于BIM技術(shù)的運(yùn)用，對工程建筑具有非常顯著的價值效用，因此強(qiáng)化BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用尤其必要。

2? BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是一種工程數(shù)據(jù)模型，以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)集成了建筑工程項目的各種信息，因此，可以為建筑工程的設(shè)計和施工提供協(xié)調(diào)一致的信息，其中核心信息是建筑信息，具體內(nèi)容包括參數(shù)化的圖元和參數(shù)化修改。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，BIM技術(shù)可協(xié)調(diào)多個專業(yè)，將各專業(yè)的信息集成到一個平臺上，并能實現(xiàn)多專業(yè)之間的信息共享，具有可視化、模擬性和協(xié)同化的典型特征。

3? ?BIM技術(shù)的特點(diǎn)

（1）設(shè)計模型的可視化。傳統(tǒng)的基于CAD軟件的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是二維平面設(shè)計，設(shè)計成果只能通過平面來展示，很難體現(xiàn)出立體結(jié)構(gòu)的效果。（2）設(shè)計信息集成化。根據(jù)BIM基礎(chǔ)模型，各個專業(yè)的設(shè)計可以將設(shè)計的參數(shù)如構(gòu)建間的空間、尺寸、材料等信息輸入到模型當(dāng)中，實現(xiàn)各個專業(yè)間的高度集成。（3）可傳遞性。BIM技術(shù)可以在設(shè)計的各個數(shù)據(jù)之間建立有效和統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)，不需要設(shè)計人員去更新相關(guān)工作，若程序自動修改了某項數(shù)據(jù)或內(nèi)容后，系統(tǒng)能夠自動將修改內(nèi)容反饋到與之關(guān)聯(lián)的圖元中，提高工作效率的同時減少了設(shè)計錯誤率。

4? ?BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

4.1? 前期設(shè)計

在前期設(shè)計階段需要結(jié)合建筑具體情況進(jìn)行初步規(guī)劃，在應(yīng)用BIM建模時需要明確好設(shè)計方案內(nèi)容，包括施工過程、內(nèi)容和技術(shù)等，并對這些參數(shù)進(jìn)行仿真模擬對建筑結(jié)構(gòu)最后效果進(jìn)行預(yù)估，然后對不合理的地方進(jìn)行改正。在初步完成設(shè)計后要利用BIM技術(shù)進(jìn)行審核，修改不合理的設(shè)計點(diǎn)。同時對施工現(xiàn)場、各階段和成本進(jìn)行綜合仿真模擬，保證工程能按期完成，在保證質(zhì)量的同時也滿足了經(jīng)濟(jì)性要求。由于本工程項目主體專業(yè)會影響原點(diǎn)文件的建立和整個項目的進(jìn)展，所以必須落實主體專業(yè)的條件，并與結(jié)構(gòu)專業(yè)相配合構(gòu)建原點(diǎn)文件，并反饋到主體專業(yè)，最終再上傳到服務(wù)器中。

4.2? 創(chuàng)建全方位的項目樣板

針對既定性建筑結(jié)構(gòu)施行全面化設(shè)計時全方位、完整化項目樣板的價值效用十分顯著，該項設(shè)計主要運(yùn)用有限的標(biāo)準(zhǔn)化處理方法對各類型的族、線型、字體、符合以及表達(dá)方式進(jìn)行優(yōu)化。另外，BIM技術(shù)的最大化運(yùn)用可有機(jī)創(chuàng)建一個完整的項目樣板，該方式從基礎(chǔ)“根源”處極大降低了工作的循環(huán)往復(fù)性。此外，還需特別關(guān)注設(shè)計的速度，最大化地加快速率，逐步創(chuàng)建出一套契合于我國真實國情的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從而更好地為大多數(shù)普通或有特別要求的設(shè)計用戶有效提供相對應(yīng)的指導(dǎo)效用。

4.3? 建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

BIM技術(shù)突破了傳統(tǒng)的建筑工程平面化設(shè)計方法，實現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計從二維圖紙到三維模型的轉(zhuǎn)變，并實現(xiàn)了傳統(tǒng)的分布設(shè)計到多專業(yè)聯(lián)合的協(xié)同設(shè)計，這對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計而言是巨大的進(jìn)步。以最為常見的混凝土結(jié)構(gòu)建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，利用BIM技術(shù)中最常用的Revit軟件可以有效實現(xiàn)建筑整體結(jié)構(gòu)三維模型的建立，并可以在軟件中輸入預(yù)制構(gòu)件的各項參數(shù)，形成完整的構(gòu)件庫，然后將這些構(gòu)件組裝起來完成建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，不但提高了設(shè)計效率，而且提升了建筑整體設(shè)計的空間合理性。于此同時，通過Revit軟件的模型相關(guān)和模型匹配功能，可以建立兩個模型之間的相關(guān)和對應(yīng)關(guān)系，從而進(jìn)行計算，省去了結(jié)構(gòu)建模步驟。此外，在建筑施工中存在大量安裝節(jié)點(diǎn)，如預(yù)制構(gòu)件的連接、鋼筋的布置、鋼筋的連接形式等。這些內(nèi)容是設(shè)計工作的重點(diǎn)，面對復(fù)雜的安裝節(jié)點(diǎn)，單純依靠二維圖紙很難進(jìn)行有效表達(dá)，但三維模型能直觀地表達(dá)各個安裝節(jié)點(diǎn)信息，不再需要大量的多角度圖紙進(jìn)行表述，降低了圖紙設(shè)計量，并能給施工人員更加直觀的指導(dǎo)，有利于提升施工效率和質(zhì)量。

4.4? 在建筑設(shè)計各專業(yè)協(xié)同中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，不是單靠某一項專業(yè)來完成的，它需要通過對多種不同專業(yè)的協(xié)同來完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，在設(shè)計環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)各個專業(yè)之間的數(shù)據(jù)、信息的交流、匯總以及處理工作的協(xié)同，是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作效率和完整性的重要方式。在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，BIM技術(shù)在信息交流、共享方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面，是通過對中間數(shù)據(jù)問題的運(yùn)用，向不同地方、不同設(shè)計軟件完成對建筑模型搭建所需的各種數(shù)據(jù)何種參數(shù)信息的共享。另一方面，是通過數(shù)據(jù)庫來完成把各項信息、資源在不同專業(yè)之間的共享傳輸，并融合了土建、裝飾等多種與建筑有關(guān)的其他領(lǐng)域的專業(yè)信息，利用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理模型來對這些專業(yè)信息進(jìn)行整合、分析處理，確保信息整合的規(guī)范性和統(tǒng)一性，保證各種信息能夠在不同專業(yè)、不同地點(diǎn)的系統(tǒng)中得到共享和利用效果最大化。

4.5? BIM模型

BIM模型是用于完成建設(shè)項目新的施工計劃規(guī)定和混凝土樓板施工工作。例如，一棟三層別墅的BIM模型，整個別墅采用混凝土結(jié)構(gòu)，柱下采用獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，借助BIM技術(shù)，適合完成主體結(jié)構(gòu)的模型和結(jié)構(gòu)分析，還要協(xié)調(diào)不同專業(yè)之間的聯(lián)系。該別墅中的BIM模型采用固定的方法來表示，并以我們生產(chǎn)的參數(shù)工程和標(biāo)簽族共同實現(xiàn)了水平法的全過程。在造型過程中，首先按照成型階段完成別墅主要、大梁、板材、柱子等所需的構(gòu)件，通過參數(shù)和部落標(biāo)志完成相應(yīng)的生產(chǎn)，制定出施工計劃。設(shè)計師應(yīng)在施工過程中完成相應(yīng)的項目建設(shè)。結(jié)合自己的習(xí)慣，并在施工過程中配合地圖集的標(biāo)準(zhǔn)計劃，準(zhǔn)備好相關(guān)文件，完成模型建設(shè)，通過創(chuàng)建共同的參數(shù)和標(biāo)簽族，這些都是為了方便其他圖元素的一般信息參數(shù)的共同分享。一旦位置信息的一個變化，將改變信息，確保在BIM參數(shù)的一致性，一旦完成了BIM模型和群件文件，你可以從BIM計劃和相關(guān)的細(xì)節(jié)，為了確保所提交的圖紙的一致性，可以在計算機(jī)輔助設(shè)計時顯示圖紙。

4.6? BIM技術(shù)自動出圖的功能

在對工程建筑項目進(jìn)行設(shè)計的過程中，圖紙的展現(xiàn)更為方便和直觀，能夠向人們動態(tài)式地展示建筑的不同結(jié)構(gòu)，建筑圖紙主要分為三種類型，分別數(shù)平面圖紙、立體圖紙以及三維視圖等。傳統(tǒng)設(shè)計過程中，主要采用人工方式對建筑圖紙中不合理之處進(jìn)行調(diào)整和完善，但是容易受到外在因素的干擾進(jìn)而出現(xiàn)設(shè)計單位與施工單位數(shù)據(jù)信息不對稱的現(xiàn)象。BIM技術(shù)的有效應(yīng)用能夠加強(qiáng)建筑設(shè)計模型與其相關(guān)數(shù)據(jù)信息之間的聯(lián)系，保障設(shè)計方案的變更或者調(diào)整不會對雙方的信息造成影響。

5? 結(jié)語

綜合來講，BIM技術(shù)會明顯提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率和設(shè)計的質(zhì)量，從長遠(yuǎn)的角度來看，BIM技術(shù)符合建筑設(shè)計企業(yè)質(zhì)量管理的目標(biāo)，會逐漸被整個設(shè)計行業(yè)大規(guī)模地應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 涂勁松，李瑞霞.基于BIM技術(shù)的裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)流程[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2018（3）：91～95.

[2] 韓風(fēng)毅，林書帆.基于BIM技術(shù)的建筑節(jié)能結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計[J].沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2019（6）：710～714.