斯云崗

摘 要：BIM技術(shù)在近期已被廣泛應(yīng)用于建筑工程設(shè)計、施工和運營等領(lǐng)域。BIM技術(shù)可以在應(yīng)用中實現(xiàn)不同的專業(yè)和部門之間的數(shù)據(jù)共享，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以實現(xiàn)工程師、建筑師、設(shè)計師和用戶共享和使用相同的數(shù)字設(shè)計信息，促進溝通?；贐IM技術(shù)而形成的視覺數(shù)字模型可以有效幫助用戶對建筑結(jié)構(gòu)進行模擬和分析，使施工單位可以加深對設(shè)計師設(shè)計理念和施工目標(biāo)的理解，也有助于提高建筑產(chǎn)品的整體質(zhì)量和生產(chǎn)效率設(shè)計。本文根據(jù)筆者工作實踐，對BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計中的應(yīng)用進行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑工程；設(shè)計；應(yīng)用

1 BIM技術(shù)及其應(yīng)用特征

BIM技術(shù)以信息化手段與技術(shù)為支撐，首先將建筑設(shè)計相關(guān)參數(shù)與數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)建筑數(shù)據(jù)的信息化存儲、關(guān)聯(lián)與共享，再以建筑構(gòu)件作為基本組件，基于數(shù)據(jù)庫中的建筑相關(guān)參數(shù)實現(xiàn)基本組件的立體組合，在建筑信息以及BIM建模技術(shù)的支撐下實現(xiàn)建筑三維仿真建模與可視化表達(dá)，改變了傳統(tǒng)建筑軟件以二維成圖為主，以三維建模為輔、三維僅僅用于展示與可視化的應(yīng)用現(xiàn)狀，其以逼真的立體建筑構(gòu)件，如柱子、臺階、梁、樓板等作為基本單元，而非傳統(tǒng)二維建筑軟件中的點、線、面或者傳統(tǒng)三維建筑軟件中的規(guī)則性圓柱、圓錐、立方體等，這種建模理念的突破極大地簡化了建筑設(shè)計人員的工序，豐富了建筑設(shè)計人員的設(shè)計想象力，通過以逼近實物的三維建模場景為設(shè)計工作者營造出近乎真實、極富質(zhì)感的設(shè)計環(huán)境，設(shè)計人員可以基于自身的專業(yè)知識與對BIM軟件操作的熟練程度，充分發(fā)揮其主觀能動性，在BIM技術(shù)的支撐下實現(xiàn)“所畫即所得、所觀即真實”的建筑設(shè)計。

2 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計BIM技術(shù)主要優(yōu)勢

2.1 三維可視化

將三維實體模型作為設(shè)計的基礎(chǔ)，對不同構(gòu)件間保持的空間關(guān)系進行形象表達(dá)，為工程建設(shè)參與各方的技術(shù)交流創(chuàng)造便利。對規(guī)模較大的復(fù)雜結(jié)構(gòu)而言，單純依靠平面圖和立面圖一般難以找出自身專業(yè)和在與其它專業(yè)進行協(xié)作配合時潛在的問題。但通過對這項技術(shù)的應(yīng)用，能對設(shè)備與結(jié)構(gòu)兩大模型開展動態(tài)演示，檢查確認(rèn)所有構(gòu)件之間的空間關(guān)系能否達(dá)到要求，同時完成碰撞檢查，最終確定最佳方案。

2.2 實體配筋

通過對BIM技術(shù)的實體配筋應(yīng)用，能對部分復(fù)雜節(jié)點的鋼筋布置實施模擬，通過模擬能提前找出并解決問題。此外，結(jié)合施工方面的要求，根據(jù)實體模型，還能為其它的工程量計算等工作提供參考，確保鋼筋下料一次性準(zhǔn)確完成。

2.3 參數(shù)化、協(xié)同設(shè)計

對模型而言，其參數(shù)化主要表現(xiàn)為兩個方面：（1）構(gòu)件定義實現(xiàn)參數(shù)化；（2）圖元間保持的約束關(guān)系實現(xiàn)參數(shù)化。通過對這種關(guān)系的合理應(yīng)用，能在保證可編輯性的同時提高建模工作效率。過去的二維圖元組成要素，沒有實際的物理意義，一處修改后不能達(dá)到處處更新的目的，而BIM給出的所有視圖都將數(shù)據(jù)庫模型作為基礎(chǔ)，所以它能在一處修改以后達(dá)到處處更新的目的，從而大幅減少或直接避免人為失誤。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 結(jié)構(gòu)化建模與可視化

基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)立體構(gòu)件與屬性數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)，設(shè)計人員可以在結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的支撐下構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)的形體，以大跨度建筑物中的常見的鋼結(jié)構(gòu)為例，設(shè)計人員在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時會涉及到梁、柱、鉸等基本構(gòu)件單元，并將這些單元進行參數(shù)化與有效地組合連接，實現(xiàn)不同構(gòu)件的有機集成，在整個設(shè)計過程中，設(shè)計人員可以基于BIM技術(shù)構(gòu)建建筑三維實體模型，并直觀觀察建筑構(gòu)件，分析建筑結(jié)構(gòu)的功能布局，以對建筑結(jié)構(gòu)的形態(tài)、尺寸等形成清晰的認(rèn)識與把握。

3.2 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量

建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量關(guān)系到建筑工程施工的質(zhì)量以及工程竣工后住戶居住的安全性與舒適度，因此，對設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)進行可行性、合理性檢測具有重要的工程意義。傳統(tǒng)的基于CAD等建筑軟件設(shè)計的二維平面建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖缺乏立體性，單單從二維平面圖、側(cè)視圖、俯視圖等方面設(shè)計人員無法直觀地判斷出建筑結(jié)構(gòu)中個體與個體、個體與整體的碰撞性，極易忽略模型的碰撞問題，導(dǎo)致在后期建筑工程施工過程需要進行設(shè)計變更，影響工程施工進度，更有甚至?xí){到建筑工程的施工質(zhì)量。BIM技術(shù)為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案提供了直觀立體的可視化呈現(xiàn)效果，設(shè)計人員可以對三維立體設(shè)計進行全方位瀏覽，消除建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的碰撞問題，同時，BIM技術(shù)中的自動化檢測工具可以通過預(yù)先設(shè)置的規(guī)則自動檢測建筑結(jié)構(gòu)之間的不合理、不合規(guī)問題，設(shè)計人員可以以此為參考對設(shè)計方案加以調(diào)整優(yōu)化。

3.3 協(xié)同設(shè)計過程

傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計大多基于建筑軟件進行單獨設(shè)計作業(yè)，然后在由團隊進行協(xié)商與分析，再由負(fù)責(zé)的設(shè)計師單獨對設(shè)計方案中的不足進行調(diào)整與修改，這樣的設(shè)計模式無法發(fā)揮設(shè)計團隊的力量與協(xié)同工作能力，難以保證設(shè)計方案的科學(xué)性?；贐IS技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計保證了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計團隊能夠高度參與到同一設(shè)計項目中，通過建筑結(jié)構(gòu)三維模型的展示與動態(tài)演示，設(shè)計團隊中的所有人員均能夠根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)模型進行設(shè)計任務(wù)的分配，設(shè)計師可以就其所給定的設(shè)計任務(wù)進行立體構(gòu)件的新增、刪除、修改以及內(nèi)部設(shè)備的配置，最后再通過集成化手段將不同設(shè)計師所設(shè)計的內(nèi)容進行有效匯總與整合，保障設(shè)計工作的正常有序開展，極大地提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作效率。

3.4 建筑結(jié)構(gòu)建模、分析應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)是建筑工程項目施工中需要應(yīng)用到的一種常見施工材料，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)一定比例。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用方面，設(shè)計人員可利用BIM技術(shù)進行鋼結(jié)構(gòu)建模，對鋼結(jié)構(gòu)加強件或者連接等可能存在的問題進行探討。比如在進行加強件問題研究時，設(shè)計人員首先需要了解建筑結(jié)構(gòu)制作流程，對加強件在工程項目施工中的應(yīng)用、作用等進行了解，然后利用BIM技術(shù)控制加強件。在鋼結(jié)構(gòu)連接問題研究方面，設(shè)計人員首先需要對鋼結(jié)構(gòu)連接方式、連接主體與相關(guān)參數(shù)等進行了解。在實際鋼結(jié)構(gòu)連接難點問題解決方面，設(shè)計人員可通過螺栓間距、螺栓數(shù)量、連接形式等進行連接控制。在建筑結(jié)構(gòu)分析過程中，建筑企業(yè)往往需要投入很多的人力與資金，且分析過程相對較長，分析結(jié)果可能會存在較大的誤差問題。

3.5 簡化設(shè)計交底

設(shè)計交底是設(shè)計結(jié)束階段與施工準(zhǔn)備階段的過渡環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)，建筑設(shè)計單位需要將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計等詳細(xì)設(shè)計資料提交給建筑工程的施工單位，施工單位需要領(lǐng)取相應(yīng)的施工圖紙，同時要負(fù)責(zé)對圖紙和資料進行完整性檢查，保證所拿到的資料是齊全的。同時施工單位需要組織專門的人員對設(shè)計圖紙內(nèi)容進行學(xué)習(xí)，在工程類圖紙設(shè)計交底階段，所有參與設(shè)計圖紙的單位需要協(xié)同剖析并處理專業(yè)圖紙之間的矛盾與不解之處，針對存在矛盾的地方可以充分利用本次機會加強溝通，針對標(biāo)注有遺漏的地方需要落實到具體的單位予以補充修繕，如果圖紙中的內(nèi)容有矛盾和錯誤，需要及時提出并洽談修改?，F(xiàn)有的設(shè)計交底過程與工序相對繁雜，不利于建筑工程的進一步開展。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程開展的首要環(huán)節(jié)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性與合理性與工程建設(shè)質(zhì)量以及工程建設(shè)效率息息相關(guān)，更是體現(xiàn)建筑工程人文關(guān)懷與人文理念，提高居民居住舒適度與滿意度的關(guān)鍵性因素。BIM技術(shù)在提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量與工作效率方面具有獨特的優(yōu)勢。

參考文獻：

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