王國輝

摘? 要：BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的實(shí)際作用是將基于建筑設(shè)計的二維信息轉(zhuǎn)化構(gòu)建成為一個三維立體的工程數(shù)據(jù)模型。通過BIM技術(shù)，相關(guān)的設(shè)計人員能對設(shè)計成果進(jìn)行實(shí)際演示，通過演示發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中可能忽略的問題。與此同時，BIM技術(shù)也能在必要的情況下，將加工后的立體三維模型直觀地展示出來，讓施工人員對項目的現(xiàn)狀、程序、方式、方法有更加深刻的理解。

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

在建筑和結(jié)構(gòu)行業(yè)中，工程信息的處理和分析是非常重要的環(huán)節(jié)之一，它能夠?qū)ㄖこ痰馁|(zhì)量和進(jìn)度進(jìn)行有效的控制與管理。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)分析，并且在建筑施工過程中的各個方面都有很好的監(jiān)控作用，同時還能為建筑的設(shè)計提供更多的參考依據(jù)，從而提高了工作的效率和效果。在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，BIM應(yīng)用廣泛。

1.BIM技術(shù)相關(guān)理論

1.1BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)是指通過計算機(jī)的仿真功能，將建筑信息模型和施工圖紙進(jìn)行有效的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對建筑的全面分析，并且可以在一定程度上提高工作效率。在實(shí)際的建筑工程中，需要將工程的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)等相關(guān)的內(nèi)容都考慮進(jìn)去，這樣才能保證整個建筑的質(zhì)量、安全及功能性。所以說，BIM技術(shù)是一種新型的信息技術(shù)應(yīng)用，它能夠幫助人們更好地了解到建筑的結(jié)構(gòu)、各構(gòu)件的位置關(guān)系等，同時也能為工作人員提供更加準(zhǔn)確的參考依據(jù)。

1.2BIM技術(shù)的特征

第一，BIM技術(shù)具有可視化特征。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，可以將建筑結(jié)構(gòu)以緩慢旋轉(zhuǎn)或者移動的形式展現(xiàn)在人們面前，便于技術(shù)人員從更加全面的角度評估建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果，從而合理制定建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。同時也能讓設(shè)計者的思路變得清晰，使設(shè)計方案的內(nèi)容也更容易被理解。第二，BIM技術(shù)可進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計，在構(gòu)建建筑信息模型的過程中，各項建筑結(jié)構(gòu)信息模型和建筑物整體設(shè)計方案存儲在相同的BIM系統(tǒng)軟件中，各項建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)信息是相互關(guān)聯(lián)的。并且當(dāng)設(shè)計參數(shù)發(fā)生改變時，設(shè)計圖紙也會發(fā)生相應(yīng)的變化，這樣技術(shù)人員便可將自身的注意力集中在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，大大提升了設(shè)計人員的工作效率。第三，BIM技術(shù)可進(jìn)行協(xié)同設(shè)計。協(xié)同設(shè)計將建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通等各專業(yè)信息共享到相同的平臺上，不同專業(yè)的設(shè)計人員共同商討設(shè)計方案，同時支持各專業(yè)信息模型進(jìn)行碰撞檢查。協(xié)同設(shè)計在一定程度上提高了建筑結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)備之間的協(xié)調(diào)性，降低了建設(shè)單位在建筑設(shè)計成本上的支出。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1建筑結(jié)構(gòu)和場地環(huán)境分析

企業(yè)在對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中應(yīng)遵循一定的原則，其中的原則主要體現(xiàn)在安全性和穩(wěn)定性兩個方面，目的是滿足人們對于建筑安全性的需求。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時利用BIM技術(shù)衡量建筑結(jié)構(gòu)的合理性，能有效提高建筑的穩(wěn)定性和安全性。同時，利用BIM技術(shù)對建筑工程施工地周圍的地形進(jìn)行分析，對比先前設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)方案，能找到雙方在某個設(shè)計點(diǎn)出現(xiàn)的屬性沖突，并以此優(yōu)化設(shè)計方案。企業(yè)有條件的情況下也可以將施工工地周圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)情況等信息輸入BIM系統(tǒng)，利用BIM系統(tǒng)綜合分析施工條件、地質(zhì)影響、氣候影響等客觀因素，用長遠(yuǎn)的眼光看待建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工場地環(huán)境之間的內(nèi)在聯(lián)系，確保在施工過程中不出現(xiàn)意外，保障施工的安全和效率。除此之外，BIM技術(shù)也可以分析項目對于環(huán)境的總體影響，將項目對施工工地周邊的生態(tài)環(huán)境污染降到最低。

2.2準(zhǔn)確計算結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)

設(shè)計人員在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中往往涉及大量的數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)分析，BIM技術(shù)能將各種相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行串聯(lián)，并主動提醒設(shè)計者哪些設(shè)計數(shù)據(jù)存在異常，幫助建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者找到設(shè)計中存在的問題。為了提升設(shè)計的質(zhì)量，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀聯(lián)動更新，避免在人為修改設(shè)計內(nèi)容過程中造成修改誤差，更大程度上保證工程設(shè)計的內(nèi)容和設(shè)計要求一致。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以通過建立BIM5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確快速計算工程量，提升施工預(yù)算的精度與效率，將BIM應(yīng)用在算量中。對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，為保障設(shè)計成果的最終質(zhì)量，設(shè)計人員可以采用BIM技術(shù)對要計算的數(shù)據(jù)進(jìn)行變量控制，對各種不同的數(shù)據(jù)按照設(shè)計要求進(jìn)行梳理，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。以預(yù)制結(jié)構(gòu)為例，為了避免設(shè)計結(jié)果和后期施工過程中發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)變形和結(jié)構(gòu)裂痕，應(yīng)對預(yù)制材料各方面的物理數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)計算，預(yù)測形變量的范圍，從而滿足各種設(shè)計要求。

2.3建筑結(jié)構(gòu)性能分析

建筑結(jié)構(gòu)性能涉及建筑物的抗震性、牢固性等多方面的性能。BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)性能方面的應(yīng)用意義在于BIM模型的構(gòu)建是相對完整的，只需要將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入性能分析軟件中，就能夠高效、精準(zhǔn)地進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)性能分析，在提高分析效率的同時，也有效減少了建筑結(jié)構(gòu)性能分析所耗費(fèi)的精力和時間。例如，常見的建筑性能分析因素有可視度、日照、風(fēng)環(huán)境、熱環(huán)境、聲環(huán)境等，這些都可以通過BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)性能模擬。在對室外風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬時，通過BIM模型可以將自然風(fēng)環(huán)境下建筑物自身的使用狀況進(jìn)行逼真的模擬，進(jìn)而幫助設(shè)計人員了解建筑物內(nèi)部的舒適度，不斷優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，同時對建筑物周圍的綠化和布景進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計，以減少建筑物周圍渦流和滯風(fēng)問題的發(fā)生。對于建筑物環(huán)境噪聲的模擬，在建筑模型的基礎(chǔ)上，通過改變建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計方式或者建筑材質(zhì)等因素，對建筑的聲學(xué)質(zhì)量進(jìn)行反復(fù)的模擬測試，進(jìn)而制訂科學(xué)有效的降低噪聲的方案。因此，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠針對建筑物自身各方面的結(jié)構(gòu)性能作出有針對性的分析，方便設(shè)計人員全面了解建筑物的情況，通過優(yōu)化建筑單體設(shè)計，不斷調(diào)整建筑物自然采光、通風(fēng)、保暖等設(shè)計參數(shù)來提高建筑物的舒適度和環(huán)保性能。

2.4鋼結(jié)構(gòu)建模

智能建筑結(jié)構(gòu)以鋼結(jié)構(gòu)為主，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接關(guān)系著建筑物自身的穩(wěn)定性和安全性。因此，BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建中發(fā)揮著重要的作用。通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)是型鋼和混凝土的混合結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)之間的連接形式以梁柱為主。因此，BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建中需要綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)模型的完整性，重點(diǎn)需要加強(qiáng)對定位構(gòu)件的分段處理，同時對于鋼結(jié)構(gòu)中的焊縫等關(guān)鍵連接部位重點(diǎn)加強(qiáng)檢查，以確認(rèn)其穩(wěn)定可靠。BIM技術(shù)中對鋼結(jié)構(gòu)梁柱高度的計算是核心，在此基礎(chǔ)上開展對其他相關(guān)連接件的設(shè)計，同時結(jié)合結(jié)構(gòu)施工圖構(gòu)建出相應(yīng)的建筑模型。此外，BIM模型還可以實(shí)現(xiàn)對建筑模型中桿件連接節(jié)點(diǎn)、構(gòu)造、加工和安裝細(xì)節(jié)方面的優(yōu)化處理，并通過碰撞檢查等對所有細(xì)節(jié)進(jìn)行碰撞校核，以檢查建筑模型中是否存在嚴(yán)重的偏差，一旦發(fā)現(xiàn)有誤差存在，則需要采取合理的措施予以消除。BIM模型還可以同步生成相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)圖紙，并根據(jù)相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和準(zhǔn)則來調(diào)整圖紙的類別、圖幅大小和比例等，以確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件精度滿足使用要求。此外，BIM技術(shù)中的鋼結(jié)構(gòu)模型能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)參數(shù)的信息共享，有助于對鋼結(jié)構(gòu)中螺栓的連接數(shù)量和間距實(shí)現(xiàn)精確的控制。

3.結(jié)語

BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠改變傳統(tǒng)的平面圖紙繪制與修改方式，使其具有更加強(qiáng)大的可視性，為以后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供更多的參考依據(jù)。通過三維模型的建立可以模擬建筑物的實(shí)際空間狀況，并根據(jù)不同的要求選擇合適的設(shè)計方案，將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成簡單的問題來解決，這不僅有利于節(jié)約成本，提高工作效率，也會大大地降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的出錯率。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳天舒.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探討[J].農(nóng)家參謀，2020，38（22）：156.

[2]王玉，董凌.淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2020，20（10）：70-71.

[3]任強(qiáng).智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2020，20（10）：60-61.

[4]王冠亞.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探究[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2020，20（10）：64-65.

[5]董德奎.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計中的應(yīng)用智[J].住宅與房地產(chǎn)，2020，26（3）：6.

[6]楊鑫.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2021（5）：64-65.

[7]袁灼輝.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段優(yōu)化工程造價成本的方法及對策[J].房地產(chǎn)世界，2021（4）：54-56.