侯 天 成

(山西省建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院,山西 太原 030013)

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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用探究

侯 天 成

(山西省建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院,山西 太原 030013)

從設(shè)計圖紙可修改、設(shè)計數(shù)據(jù)信息化、工程設(shè)計一體化、建筑工程模型三維化四方面，介紹了BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所發(fā)揮的功能，并分析了其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，從而有助于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

結(jié)構(gòu)設(shè)計，BIM技術(shù)，中性數(shù)據(jù)庫，設(shè)計數(shù)據(jù)

0 引言

BIM技術(shù)是一項比較先進(jìn)、具有良好的設(shè)計效果的技術(shù)。在當(dāng)前建筑工程建設(shè)中時常出現(xiàn)因建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理致使建筑工程質(zhì)量問題發(fā)生的情況下，應(yīng)當(dāng)將BIM技術(shù)有效的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通過科學(xué)合理的進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)及場地的分析、建筑結(jié)構(gòu)性能分析、建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析等，及時發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不足，并提出整改意見，這對于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性有很大幫助[1]。所以，將BIM技術(shù)有效應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中是非常有意義的。

1 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所發(fā)揮的功能

BIM即建筑信息模型，是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。這使得BIM技術(shù)具有多種特征，如信息集成、協(xié)同設(shè)計、工作傳遞等，將其科學(xué)合理的應(yīng)用于建筑工程之中能夠發(fā)揮多種功能。

1.1 設(shè)計圖紙可修改功能

在具體進(jìn)行建筑工程建設(shè)的過程中，一旦出現(xiàn)設(shè)計圖紙與工程實際不符的情況，在建筑工程數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上對圖紙稍加改動，BIM技術(shù)的系統(tǒng)就會自動修改相關(guān)方面，獲得準(zhǔn)確的工程參數(shù)，保證后續(xù)工程施工作業(yè)能夠科學(xué)化、合理化、規(guī)范化的展開。與此同時，設(shè)計人員修改圖紙的時間及精力能夠大大減少。從這一方面來說，BIM技術(shù)修改設(shè)計圖紙的功能[2]。

1.2 設(shè)計數(shù)據(jù)信息化功能

基于信息技術(shù)而研究出來的BIM技術(shù)，其在具體應(yīng)用的過程中還能得到信息技術(shù)的支持，這使得此項技術(shù)還具有設(shè)計數(shù)據(jù)信息化的功能。也就是將BIM技術(shù)有效的應(yīng)用于建筑工程之中，可以利用此項技術(shù)及信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)來構(gòu)建建筑工程的信息數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而獲得與建筑工程相關(guān)的信息，并且對信息予以整理、分析及存儲，方便設(shè)計人員或者技術(shù)人員隨時提取信息，依據(jù)信息來進(jìn)行施工設(shè)計或施工問題分析，進(jìn)而優(yōu)化施工圖紙，為后續(xù)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、合理化的施工作業(yè)創(chuàng)造條件。

1.3 工程設(shè)計一體化功能

這里所說的工程設(shè)計一體化功能是對工程相關(guān)信息的獲得及工程結(jié)構(gòu)的評價。也就是將BIM技術(shù)有效的應(yīng)用于建筑工程之中，能夠依據(jù)建筑工程實際情況來獲取相關(guān)信息進(jìn)而構(gòu)建建筑模型，在具體進(jìn)行建筑工程設(shè)計的過程中，設(shè)計人員可以依據(jù)建筑模型提取與建筑工程設(shè)計相關(guān)的信息，如建筑外觀、工程的光源等，進(jìn)而按照設(shè)計要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能夠科學(xué)合理的進(jìn)行建筑設(shè)計，獲得具有較高應(yīng)用價值的設(shè)計方案。出于保證建筑工程有效應(yīng)用的考慮，還可以基于設(shè)計方案來優(yōu)化建筑模型，進(jìn)而從建筑舒適性、建筑光源及建筑節(jié)能等幾個方面評價建筑工程結(jié)構(gòu)，確定其可行性。另外，BIM技術(shù)還能夠在建筑設(shè)計出圖、設(shè)計計算、設(shè)計渲染等方面發(fā)揮作用，為提高建筑工程設(shè)計質(zhì)量和效率創(chuàng)造條件[3]。

1.4 建筑工程模型三維化功能

BIM技術(shù)還具有一項重要技術(shù)——三維技術(shù)，再將BIM技術(shù)有效應(yīng)用于建筑工程中，三維技術(shù)也能充分發(fā)揮作用，使之具有建筑工程模型三維化功能，如此設(shè)計人員能夠利用這一功能來制定三維建筑結(jié)構(gòu)，了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其組成方式，并且按照相關(guān)規(guī)范及技術(shù)要求來進(jìn)行分析，如此能夠及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，確保設(shè)計方案的有效性。

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

基于以上內(nèi)容的分析，確定BIM技術(shù)切實有效的應(yīng)用于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計之中是非常有意義的，能夠發(fā)揮多種功能，輔助設(shè)計人員良好的展開建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而提高建筑工程設(shè)計方案的有效性。那么，應(yīng)從以下幾方面著手將BIM技術(shù)有效的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中。

2.1 建筑結(jié)構(gòu)及場地的分析

考慮到建筑結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)固性和安全性很大程度上取決于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，但是，除了建筑結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性和安全性會影響建筑結(jié)構(gòu)的可靠度之外，建筑工程施工場地所在區(qū)域內(nèi)的環(huán)境以及場地的地質(zhì)條件也對其有一定的影響。為了科學(xué)合理的設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)的合理性、穩(wěn)定性及堅固性，注意應(yīng)用BIM系統(tǒng)來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)及場地分析，也就是模擬建筑工程的場地，并且在此基礎(chǔ)上構(gòu)建建筑工程模型，從而全面分析場地可能給建筑工程帶來的負(fù)面影響，進(jìn)而合理規(guī)劃設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)[4]。從這一方面來說，建筑結(jié)構(gòu)及場地分析中科學(xué)合理的應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠從建筑工程長遠(yuǎn)使用的角度出發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)及建筑用地進(jìn)行全方位的分析，提出切實有效的建議，為更好的設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)造條件。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)性能分析

建筑結(jié)構(gòu)作為建筑工程的核心部分，建筑結(jié)構(gòu)性能是否良好直接決定建筑工程能否長期堅固、穩(wěn)定、安全的使用。所以，為了建成高質(zhì)量的建筑工程，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段做好建筑結(jié)構(gòu)性能分析也是非常必要的。

為了避免建筑結(jié)構(gòu)性能分析消耗大量人力、物力、財力，卻沒有得出有價值的成果的情況發(fā)生，在具體進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)性能分析中注意科學(xué)、合理的運(yùn)用BIM技術(shù)，也就是利用分析軟件來導(dǎo)入建筑工程模型的相關(guān)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化的分析，從而指出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不足，并且提供改正意見，以便設(shè)計人員能夠根據(jù)實際情況及征改意見來修改建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而提高建筑結(jié)構(gòu)性能[5]。從這一方面來說，BIM技術(shù)也是非常適用于建筑結(jié)構(gòu)性能分析中的，能夠針對當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用需要，確定建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備的性能，進(jìn)而提出優(yōu)化設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的意見，這對于提高建筑結(jié)構(gòu)的使用價值有很大益處。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析

為保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合建筑工程實際情況，并且能夠配合其他工程建設(shè)，在具體進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，還要做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)同分析。這一目的的實現(xiàn)，需要有BIM技術(shù)的支持，也就是依據(jù)建筑工程相關(guān)數(shù)據(jù)信息來構(gòu)建建筑工程模型，將建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)侥Ｐ蜕?，能夠更新建筑工程模型，進(jìn)而可以綜合分析建筑結(jié)構(gòu)是否會阻礙水暖施工、土木施工、裝飾施工等等，從而提出優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)意見，以便優(yōu)化設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)。在此需要特別說明的是，為了提高BIM技術(shù)的有效性，在具體應(yīng)用此項技術(shù)來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析，需要注意兩個問題，其一是針對不同地區(qū)所展開的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要運(yùn)用適合的軟件來進(jìn)行建筑工程模型設(shè)計，如此才能保證建筑工程模型的有效性。其二，根據(jù)建筑工程實際情況，合理構(gòu)建中性數(shù)據(jù)庫，確保各個專業(yè)的設(shè)計人員、技術(shù)人員之間能夠良好交流[6]。所以，在建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)分析之中BIM技術(shù)的有效應(yīng)用至關(guān)重要。

3 結(jié)語

在科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，應(yīng)運(yùn)而生的BIM技術(shù)對于建筑工程建設(shè)來說是非常有意義的?；诒疚囊幌盗蟹治觯_定將BIM技術(shù)有效的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中能夠發(fā)揮設(shè)計圖紙可修改功能、設(shè)計數(shù)據(jù)信息化功能、工程設(shè)計一體化功能、建筑工程模型三維化功能等功能。這使得BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)及場地的分析、建筑結(jié)構(gòu)性能分析、建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析等方面充分發(fā)揮作用，為提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用價值創(chuàng)造條件。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中有效應(yīng)用BIM技術(shù)是非常有意義的。

[1] 李 軾,王科亮,劉 媛，等.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材,2015(3):34.

[2] 董濟(jì)豪.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材,2014(16):15.

[3] 田長河,魏曉華.試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(上),2016,14(1):131-132.

[4] 熊 闖.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(上),2016,14(6):196-197.

[5] 謝 超.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2016(27):636.

[6] 邵長雙.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量,2016(48):224.

On application of architectural structural design in BIM technique

Hou Tiancheng

(ShanxiArchitecturalStandardDesignResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

From the correction of design maps, informationization of design data, integration of engineering design, and three-dimension of architectural engineering models, the paper introduces the functions of the BIM technique in the architectural structural design, and analyzes its application in architectural structural design, so as to improve the design for the architectural structure.

structural design, BIM technique, neutral database, design data

1009-6825(2017)17-0038-03

2017-03-16

侯天成(1982- ),男，工程師

TU318

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