姚志杰

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西西安 710075）

1 引言

在建筑行業(yè)，因?yàn)槿藗冊(cè)絹?lái)越關(guān)注于施工的質(zhì)量，所以建筑企業(yè)就會(huì)將更多的焦點(diǎn)集中在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)上。因?yàn)锽IM的巨大優(yōu)勢(shì)，所以就更為廣泛地應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中。

1 BIM技術(shù)

1.1 BIM技術(shù)概念

所謂的BIM技術(shù)就是建筑信息模型技術(shù)的英文縮寫，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)相關(guān)的信息，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)模型的建立。此技術(shù)實(shí)現(xiàn)了可以利用計(jì)算機(jī)和工程相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，使其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，在技術(shù)的使用、施工過(guò)程以及建筑的運(yùn)行上起到重要作用。因?yàn)锽IM的可視化，就會(huì)使其人員在工作中提高了效率。在設(shè)計(jì)中由于其重要的作用，就會(huì)在其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

1.2 BIM在建筑設(shè)計(jì)中的意義

1.2.1提供了信息化功能

世界已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，建筑領(lǐng)域也不例外。BIM是信息技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，與以往的三維模型的三維模型相比，技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的可移植性、設(shè)計(jì)單位、施工單位，業(yè)主隨時(shí)可以更新信息，并能實(shí)現(xiàn)信息的永久保存。當(dāng)建筑設(shè)計(jì)有一定的修改時(shí)，相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)改變，節(jié)省時(shí)間，提高工作效率。

1.2.2 三維模型的修改

BIM技術(shù)具有信息傳遞性。在工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中，三維模型的修改將直接影響工程的平面、立面和剖面，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修改功能，以保證圖紙的一致性和正確性。評(píng)審圖紙保持傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程，驗(yàn)證圖紙的正確性，往往工作效率低，重復(fù)率高，出錯(cuò)率高，不易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，誤差只出現(xiàn)在施工過(guò)程、圖紙和返工。

1.2.3 可以滿足建筑設(shè)計(jì)要求

如今，越來(lái)越多的建筑不再局限于傳統(tǒng)的房間形狀，異形建筑以其美觀、和諧、綠色而受到人們的歡迎。在BIM技術(shù)的應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的建設(shè)能夠滿足建筑設(shè)計(jì)的要求。在BIM應(yīng)用中，一些異型建筑物也易于三維呈現(xiàn)。

1.2.4 功能一體化

建立BIM三維模型，包括建筑材料、圖案、尺寸、體積、尺寸、強(qiáng)度、碰撞檢測(cè)和分析，綜合分析這些數(shù)據(jù)，該技術(shù)可以對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)的分析和處理，保存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2 在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 可視化

可視化就是你所能通過(guò)視覺(jué)看到的，可視化在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，如當(dāng)對(duì)施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就可以將其重要的信息進(jìn)行具體的呈現(xiàn)，但是很多只能通過(guò)人腦去想象，針對(duì)一些比較簡(jiǎn)單的可以，但是隨著時(shí)代發(fā)展，建筑趨向于更為抽象的設(shè)計(jì)。很多的結(jié)構(gòu)就要利用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，利用此技術(shù)不僅改變了人的直觀理解，更重要的是實(shí)現(xiàn)三維可視化顯示。

2.2 可優(yōu)化

BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因?yàn)榻ㄖこ虝?huì)涉及到施工、運(yùn)行以及維護(hù)過(guò)程，只有將其在設(shè)計(jì)中的工作做好，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)樾畔ⅰ?fù)雜程度以及時(shí)間因素會(huì)影響其優(yōu)化，又因?yàn)閷?shí)際的工作中，并不能就此提出更為精確的信息，但是利用BIM技術(shù)，就可以就建筑的物理、幾何、規(guī)則信息加以說(shuō)明，而且將其實(shí)際情況具體呈現(xiàn)。技術(shù)可以針對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)的工程進(jìn)行應(yīng)用，比如改變建筑規(guī)模，利用BIM技術(shù)，只需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行變化，針對(duì)具體的參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)其建筑的外觀、尺寸以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)等。

2.3 模擬性

利用此技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)模型的模擬，而且針對(duì)一折比較特殊的結(jié)構(gòu)也可以進(jìn)行模擬。BIM可以應(yīng)用于設(shè)計(jì)時(shí)主要對(duì)一些要素的設(shè)計(jì)，如：仿真、仿真、應(yīng)急疏散仿真、模擬、日照傳熱模擬等；4D的模擬技術(shù)可以應(yīng)用在招投標(biāo)以及施工階段，就是在實(shí)際的施工中利用施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬，以此可以得到更為合理的施工方案，對(duì)施工進(jìn)行指導(dǎo)。這種優(yōu)勢(shì)在任何傳統(tǒng)技術(shù)中不存在，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)工作有很大的幫助。

3 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方式

3.1 在工程準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

由于管理合同、成本設(shè)備以及材料都是準(zhǔn)備前的工作準(zhǔn)備，都是比較繁瑣的。BIM技術(shù)應(yīng)用在合同管理時(shí)能有效縮短建設(shè)項(xiàng)目合同信息管理的審核周期、合同管理、相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容和實(shí)施，提高管理效率。因?yàn)榻ㄖこ虝?huì)涉及到采購(gòu)原材料以及對(duì)成本進(jìn)行預(yù)算等，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備以及材料的成本管理以及預(yù)算成本上的控制，并在此基礎(chǔ)上，并利用技術(shù)可以自動(dòng)收集需求計(jì)劃，以及每個(gè)數(shù)據(jù)分配給應(yīng)用。

3.2 在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常從建筑結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)圖紙開(kāi)始，從平面設(shè)計(jì)到三維圖形，并根據(jù)施工情況不斷修改。從實(shí)際的角度來(lái)看，廢紙較少，而且又將大量時(shí)間浪費(fèi)，對(duì)此使用此技術(shù)可以進(jìn)行模型的建立，而且易于操作。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，一般都是可以利用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)可視化圖紙，不僅減少了紙張成本，而且修改很方便。

3.3 在預(yù)制構(gòu)件安裝和鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

在安裝以及鋼結(jié)構(gòu)建模的過(guò)程中，以及安裝預(yù)制構(gòu)件時(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)非常具有優(yōu)勢(shì)。

3.3.1 安裝預(yù)制構(gòu)建中的應(yīng)用

應(yīng)用BIM技術(shù)在對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行安裝時(shí)，主要是利用可以及時(shí)地進(jìn)行反饋的特點(diǎn)。管理系統(tǒng)和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)系，使其效率提高，之間可以將其信息及時(shí)地進(jìn)行反饋與獲取。具體過(guò)程就是在系統(tǒng)中，相關(guān)的人員會(huì)給安裝構(gòu)件構(gòu)造一個(gè)獨(dú)有代碼，當(dāng)要反饋信息時(shí)，就可以利用，輸入代碼即可。實(shí)現(xiàn)了施工中的有效管理。因?yàn)橹g在構(gòu)件處理上可以實(shí)現(xiàn)可視化，那就可以實(shí)時(shí)地對(duì)施工進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.3.2 在鋼結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用

建筑大跨度結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)是主體結(jié)構(gòu)。在建模過(guò)程中，結(jié)構(gòu)連接和構(gòu)件布局通常難以處理。所以，使用參數(shù)化的過(guò)程中，就要基于實(shí)際，相對(duì)于組件進(jìn)行。在對(duì)連接器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，利用此技術(shù)就可以對(duì)構(gòu)件之間的距離進(jìn)行參數(shù)化，以及確定數(shù)量。只需要調(diào)節(jié)參數(shù)即可。同時(shí)，當(dāng)人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)，很方便地對(duì)構(gòu)件參數(shù)以及位置進(jìn)行控制，BIM技術(shù)在促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的施工管理和效率的結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。

3.4 施工階段的應(yīng)用

利用此技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的應(yīng)用時(shí)，因?yàn)橐话慵?xì)節(jié)決定施工的質(zhì)量，細(xì)節(jié)做不好，就會(huì)導(dǎo)致性能很差。所以主要是在孔洞預(yù)留應(yīng)用，而且要調(diào)整具體細(xì)節(jié)，如合理選擇保溫的材料、窗、墻體的結(jié)構(gòu)以及門洞等要注意。一般對(duì)于保溫材料的選擇，取決于天氣差異，如在北方，因?yàn)槎練鉁氐捏E降，而且距離春天又很漫長(zhǎng)。因?yàn)闇囟群艿?，而且持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，保溫材料就要用在保暖上。對(duì)此，模擬時(shí)使用BIM技術(shù)，一般根據(jù)零上以及零下10℃作為條件，根據(jù)性能不同確定保溫效果好的材料。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)具有重大意義，一般相關(guān)人員應(yīng)該結(jié)合具體情況，將此技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及特點(diǎn)得到充分發(fā)揮，可以在施工前進(jìn)行應(yīng)用，當(dāng)設(shè)計(jì)圖紙時(shí)以及對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析使用，要讓此技術(shù)使其能夠最大限度地發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和促進(jìn)建筑工程的發(fā)展。通過(guò)本文的分析，在工程準(zhǔn)備階段的應(yīng)用、在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的應(yīng)用、在預(yù)制構(gòu)件安裝和鋼結(jié)構(gòu)建模以及在施工中都得到廣泛的應(yīng)用，并將其優(yōu)勢(shì)得到最大可能的發(fā)揮。隨著我國(guó)建筑工程的規(guī)模擴(kuò)大化，未來(lái)將會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)，對(duì)此就要借助先進(jìn)的科技技術(shù)提高建設(shè)水平以及施工質(zhì)量，BIM技術(shù)就因?yàn)榫哂械谋姸鄡?yōu)勢(shì)在未來(lái)的發(fā)展前景中具有非常廣的利用價(jià)值。

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