葉茂彪

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技的不斷進步，現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在社會生產(chǎn)和人們的生活中，建筑工程具有施工工期長、影響因素多的特點，而在建筑全生命周期過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作十分重要，只有保證設(shè)計的合理性，才能保證建筑物安全、穩(wěn)定的使用。采用 BIM技術(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，能有效的提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性，減少出錯率。因此，BIM技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有十分重要的作用。

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

1 引言

當今社會，隨著建筑體型越來越復(fù)雜，使得BIM技術(shù)能夠結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計進行應(yīng)用，并以此形成一個完整的建筑信息模型數(shù)據(jù)平臺，這個平臺中的任何結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)都作為一個真實的構(gòu)件所存在，且具備良好的屬性和特性，可以更好的被調(diào)動和分析。從而使得與建筑、設(shè)備專業(yè)之間的協(xié)作更加高效。

2 BIM技術(shù)概述

建筑工程在現(xiàn)代不斷的發(fā)展，設(shè)計師對于建筑物的要求不僅僅在于功能方面，建筑物結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，體型也越來越多樣化，因而建筑信息模型開始在建筑設(shè)計中展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，得到了建筑行業(yè)的一致肯定。如何才能夠科學(xué)迅速的處理建筑設(shè)計中的各類信息，同時在設(shè)計過程中及時的發(fā)現(xiàn)失誤以及不當，避免對整個工程的影響就顯得尤為重要。作為建筑設(shè)計行業(yè)的革命性技術(shù)，BIM技術(shù)使得設(shè)計從二維向三維轉(zhuǎn)變，同時作為整個建筑行業(yè)的信息革命，BIM正展現(xiàn)出劃時代的發(fā)展前景。

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

3.1 三維設(shè)計中BIM的協(xié)調(diào)性

比如設(shè)備專業(yè)的管道在布置時，正好在此處有結(jié)構(gòu)梁。當然BIM的協(xié)調(diào)作用不僅僅體現(xiàn)在各專業(yè)間的碰撞問題，它還可以解決諸如：電梯井布置及其他凈空要求的協(xié)調(diào)等等。且各專業(yè)設(shè)計師往往各做各的，經(jīng)常導(dǎo)致各專業(yè)間錯漏碰缺問題嚴重，有的需要設(shè)計變更，有的甚至耽誤整體項目工期。而通過BIM的協(xié)調(diào)性，運用相關(guān)的BIM軟件建立數(shù)據(jù)信息模型，可以將各專業(yè)的設(shè)計結(jié)果集成在模型之上，同時具有可編輯性。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，各專業(yè)設(shè)計師能夠在同一個數(shù)據(jù)環(huán)境下進行設(shè)計，修改。大大減少了出錯率。

3.2 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的可視化

BIM技術(shù)可以將建筑構(gòu)件信息在三維模型中展示出來，而傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，依靠AUTO CAD二維繪制，這種方法很難將更多的建筑構(gòu)件信息表示出來，運用BIM技術(shù)在設(shè)計階段，運用三維實體模型，能直觀的觀察建筑構(gòu)件，分析建筑結(jié)構(gòu)的功能布局，推演設(shè)計過程。在大型復(fù)雜的高層，超高層項目中，采用BIM可視化技術(shù)，能對建筑結(jié)構(gòu)的尺寸、梁系布置、裝配式構(gòu)件等進行演示，從而確定最優(yōu)設(shè)計方案，確保設(shè)計質(zhì)量。

3.3 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中不同專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計領(lǐng)域中，通過創(chuàng)建數(shù)字化、可編輯的信息化模型，將建筑、結(jié)構(gòu)、水暖、機電等專業(yè)進行“正向設(shè)計”。集成化的信息模型將不同專業(yè)設(shè)計師完成的三維模型所攜帶的信息，更加方便的與其他專業(yè)團隊進行共享，接駁。保證項目設(shè)計的所有參與者都能夠在掌握建筑設(shè)計所有信息的前提下進行工作，這種方式改變了施工企業(yè)、制造商、業(yè)主、設(shè)備工程師、結(jié)構(gòu)設(shè)計師、建筑設(shè)計師等各個參與方的工作協(xié)調(diào)模式，保證所有的參與方能夠使用基于相同參數(shù)的建筑模型進行協(xié)同工作，例如，在進行建筑設(shè)計的過程中，建筑設(shè)計師需要添加構(gòu)件時，結(jié)構(gòu)設(shè)計師將墻、柱、梁等構(gòu)件的信息完整的輸入到BIM模型中，設(shè)備工程師根據(jù)添加構(gòu)件的位置、方式以及數(shù)量等，在建筑內(nèi)部進行各種設(shè)備的配置，通過測試各種設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，當出現(xiàn)異常時進行調(diào)試，保證建筑的整體設(shè)計效果。通過將BIM技術(shù)應(yīng)用到不同專業(yè)設(shè)計中，項目的建設(shè)參與者也能夠?qū)崿F(xiàn)信息的完全共享，便于進行協(xié)同工作，保證設(shè)計以及施工能夠正常、有序的進行，進一步保證建筑的質(zhì)量。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM應(yīng)用的難點

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，往往都是以建筑方案為基礎(chǔ)，進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置，然后利用有限元分析軟件進行建模，分析出結(jié)構(gòu)的空間受力和抗震計算，最后再根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置進行設(shè)計調(diào)整，最后使用AUTO CAD形成結(jié)構(gòu)平法施工圖。整個建筑的模型信息是由設(shè)計者完成的，與其它專業(yè)之間都是通過關(guān)聯(lián)的物理模型進行結(jié)構(gòu)導(dǎo)入，最后實現(xiàn)設(shè)計信息的匯總，并且根據(jù)計算的結(jié)果進行設(shè)計修改，使建筑模型能夠更好的完成動態(tài)信息和施工圖信息。建筑信息模型針對結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，都是將施工圖和結(jié)構(gòu)分析相互關(guān)聯(lián)。 很多現(xiàn)代建筑都面臨一個對建筑幾何進行理性描述的難題，和傳統(tǒng)的方盒形建筑相比，創(chuàng)新建筑的形體往往非常復(fù)雜，涉及很多自由曲面的變化，傳統(tǒng)的設(shè)計工作流程已經(jīng)很難高效準確的完成設(shè)計?，F(xiàn)在可以借助BIM技術(shù)的數(shù)字化設(shè)計平臺，對這些復(fù)雜的幾何變化進行建模，包括從幾何學(xué)的角度上面對異形建筑的平面和三維空間生成進行準確的定義和呈現(xiàn)。

（1）基于BIM技術(shù)的設(shè)計軟件（如：Revit）用了眾多的系統(tǒng)參數(shù)和模塊參變量，與2D繪圖技術(shù)有很大的不同，BIM工具軟件還要兼顧與2D設(shè)計習(xí)慣的連貫性，所以系統(tǒng)參數(shù)和模塊參變量比2D工具軟件中的參數(shù)要復(fù)雜很多倍，這就使得應(yīng)用中因為系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當或不匹配而導(dǎo)致很多意想不到的問題。

（2）在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，很多建筑的造型形式十分特殊，這就需要特殊的結(jié)構(gòu)模塊對其進行控制，但是3D視圖和剖面視圖不能形成理想的模擬效果，很多設(shè)計者會因此放棄BIM技術(shù)，而使用原始的2D繪圖設(shè)計方案。

（3）結(jié)構(gòu)工程師在建立BIM模型時，關(guān)注的問題主要是BIM模型能否生成平法施工圖，以及能否轉(zhuǎn)化為可以被結(jié)構(gòu)分析軟件認可的結(jié)構(gòu)分析模型。畢竟在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗震計算是最重要的環(huán)節(jié)。BIM建立的是完全的數(shù)據(jù)庫式模型，從理論上來說，實現(xiàn)BIM物理模型與結(jié)構(gòu)分析模型之間的雙向鏈接是完全可行的。

5 結(jié)束語

總之，BIM技術(shù)是以工程的各項信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進行建筑模型的建立，不僅可以優(yōu)化建筑設(shè)計，提高工程效率，還可以在工程開始之前對數(shù)據(jù)進行集成分析，實現(xiàn)對工程數(shù)據(jù)的動態(tài)管理?？梢哉f必將給建筑行業(yè)帶來了一場巨大革命，促進建筑業(yè)良好發(fā)展。

參考文獻：

[1] 黃亞斌.BIM技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用實現(xiàn)[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2010.

[2] 黃亞斌.BIM技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用實現(xiàn)[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2011.

[3] 曾旭東，譚潔.基于參數(shù)化智能技術(shù)的建筑信息模型[J].重慶大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011.