吳喆

摘要：BIM技術(shù)也叫做建筑信息模型，主要是基于建筑工程相關(guān)參數(shù)進(jìn)行模型仿真構(gòu)建，便于建筑結(jié)設(shè)計(jì)方案的編制，以及后期施工環(huán)節(jié)的展開。因此，本文對BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，展開了分析和闡述。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工質(zhì)量

1 BIM技術(shù)概述

1.1BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)是一種多維（三維空間、四維時間、五維成本、N維更多應(yīng)用）模型信息集成技術(shù)，可以使建設(shè)項(xiàng)目的所有參與方（包括政府主管部門、業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、造價、運(yùn)營管理、項(xiàng)目用戶等）在項(xiàng)目從概念產(chǎn)生到完全拆除的整個生命周期內(nèi)都能夠在模型中操作信息和在信息中操作模型，從而從根本上改變從業(yè)人員依靠符號文字形式圖紙進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營管理的工作方式，實(shí)現(xiàn)在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)提高工作效率和質(zhì)量以及減少錯誤和風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。BIM的含義總結(jié)為以下三點(diǎn)：（1）BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。

（2）BIM是一個完善的信息模型，能夠連接建筑項(xiàng)目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，是對工程對象的完整描述，提供可自動計(jì)算、查詢、組合拆分的實(shí)時工程數(shù)據(jù)，可被建設(shè)項(xiàng)目各參與方普遍使用。（3）BIM具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問題，支持建設(shè)項(xiàng)目生命期中動態(tài)的工程信息創(chuàng)建、管理和共享，是項(xiàng)目實(shí)時的共享數(shù)據(jù)平臺。

1.2BIM的優(yōu)勢

CAD技術(shù)將建筑師、工程師們從手工繪圖推向計(jì)算機(jī)輔助制圖，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的第一次信息革命。但是此信息技術(shù)對產(chǎn)業(yè)鏈的支撐作用是斷點(diǎn)的，各個領(lǐng)域和環(huán)節(jié)之間沒有關(guān)聯(lián)，從整個產(chǎn)業(yè)整體來看，信息化的綜合應(yīng)用明顯不足。

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

2.1建立實(shí)體模型

采用BIM技術(shù)能夠形成三維模型，將建筑完成后的實(shí)體構(gòu)件在設(shè)計(jì)圖中表現(xiàn)出來，這是CAD技術(shù)難以達(dá)到的，但是也是CAD技術(shù)的升華，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)與CAD技術(shù)的無縫對接與提高。運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠直接看到構(gòu)件之間的彼此聯(lián)系并方便工作人員發(fā)現(xiàn)存在的問題，還能夠通過可視化技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的修改提供重要依據(jù)，保證設(shè)計(jì)方案的合理和實(shí)用，在實(shí)際工程中，使用BIM技術(shù)幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員節(jié)約了大量的時間，實(shí)現(xiàn)了成本的節(jié)約。

2.2應(yīng)用在建筑空間的規(guī)劃當(dāng)中

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)之前需要提前進(jìn)行建筑的空間規(guī)劃，所以在建設(shè)地點(diǎn)選擇完畢之后，首先要對建筑的空間進(jìn)行分析，分析建筑空間的地形以及對一些復(fù)雜的地形進(jìn)行研究與計(jì)算，確定相應(yīng)的方案，在地形的分析中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠開闊設(shè)計(jì)的思路，在分析中能夠?qū)⑵赂?、斜率以及斜坡的斜率等參?shù)進(jìn)行分析。

例如對具體的工程，斜坡走向的分析可以先采用GIS軟件進(jìn)行建模，對采集到的參數(shù)進(jìn)行匯總與歸類并模擬，這樣，設(shè)計(jì)人員可以從不同的設(shè)計(jì)角度對工程實(shí)際情況進(jìn)行模擬，為后期的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在地形探索之后再開始對建筑物的設(shè)計(jì)規(guī)劃，對于建筑物的空間規(guī)劃，BIM技術(shù)有著良好的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，因?yàn)锽IM技術(shù)能夠完好地將建筑物的內(nèi)外空間以3D模型完全展現(xiàn)出來，所以設(shè)計(jì)人員可以通過對設(shè)計(jì)效果的評價，對建筑物的室內(nèi)與空間進(jìn)行分割，詳細(xì)布置建筑物周邊的道路與外觀等參數(shù)，利用BIM技術(shù)的調(diào)試功能，嘗試不同的參數(shù)設(shè)置并選擇最優(yōu)化設(shè)置，得到最佳的空間規(guī)劃模型。

2.3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建模應(yīng)用

我國當(dāng)前建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)張，新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型與新型材料的應(yīng)用都實(shí)現(xiàn)了突破，尤其是鋼結(jié)構(gòu)，跨度不斷加大，空間也不斷擴(kuò)張，應(yīng)用也越來越多，很多異型結(jié)構(gòu)都采用鋼結(jié)構(gòu)建模，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，構(gòu)件之間的連接與加強(qiáng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)都非常復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)中存在一定的困難。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決這些問題，因?yàn)锽IM技術(shù)能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)梁體的高度進(jìn)行精確計(jì)算，還能夠?qū)λ械倪B接件進(jìn)行自動計(jì)算，自動選擇參數(shù)并分析不同參數(shù)的影響。并且通過數(shù)據(jù)共享的功能，BIM能夠?qū)υ阡摻Y(jié)構(gòu)建筑物中使用的高強(qiáng)螺栓的數(shù)量、焊縫的數(shù)量以及間距等等進(jìn)行計(jì)算，掌控設(shè)計(jì)的間距等。所以如果有新的構(gòu)件需要增加到模型當(dāng)中的時候，設(shè)計(jì)人員只需要對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并且利用BIM繪制出大樣圖，方便施工人員在現(xiàn)場進(jìn)行施工，設(shè)計(jì)人員利用大樣圖也能夠合理確定加強(qiáng)件的設(shè)置位置，避免鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)薄弱點(diǎn)，影響結(jié)構(gòu)安全。

3施工企業(yè)如何開展BIM技術(shù)應(yīng)用

（1）BIM技術(shù)在建筑行業(yè)迅速發(fā)展的大背景下，隨著國家相關(guān)政策的不斷出臺和建設(shè)投資方向?qū)τ贐IM技術(shù)的重視程度增加，施工企業(yè)決策者要及時轉(zhuǎn)變方向提出策略，積極主動地投入到BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用中。（2）BIM技術(shù)對軟硬件的要求較高，需要投入較大的資金進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件的升級換代，BIM技術(shù)軟件前期投入費(fèi)用較高，但是正版軟件功能齊全，適合企業(yè)作為商業(yè)用途使用，軟件廠家同時可以提供配套的咨詢和培訓(xùn)服務(wù)。（3）BIM軟件的使用需要既能夠熟練地操作計(jì)算機(jī)又具有工程建設(shè)專業(yè)知識的技術(shù)人員，而且一個項(xiàng)目工程量很大，需要整個團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作才能完成。培養(yǎng)和引進(jìn)BIM技術(shù)的相關(guān)人員是BIM技術(shù)能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。（4）目前施工單位對于BIM技術(shù)的應(yīng)用還處于探索應(yīng)用階段，沒有太多的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，BIM軟件中包括一些族庫的設(shè)置都還不符合中國規(guī)范的要求，需要施工單位花費(fèi)一定時間積累經(jīng)驗(yàn)，建立起自己的構(gòu)件族庫，甚至自己的BIM企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4 BIM技術(shù)的應(yīng)用前景

BIM技術(shù)在未來的發(fā)展必須結(jié)合先進(jìn)的通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)才能夠大大提高建筑工程行業(yè)的效率，預(yù)計(jì)將有以下幾種應(yīng)用前景：（1）移動終端的應(yīng)用。隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動智能終端的普及，人們現(xiàn)在可以在任何地點(diǎn)和任何時間來獲取信息。而在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，將會看到很多承包商為自己的工作人員配備這些移動設(shè)備，在工作現(xiàn)場就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的普及?，F(xiàn)在可以把監(jiān)控器和傳感器放置在建筑物的任何一個地方，針對建筑內(nèi)的溫度、空氣質(zhì)量、濕度進(jìn)行監(jiān)測。然后，再加上供熱信息、通風(fēng)信息、供水信息和其他的控制信息。這些信息通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯總之后，提供給工程師就可以對建筑的現(xiàn)狀有一個全面充分的了解，從而對設(shè)計(jì)方案和施工方案提供有效的決策依據(jù)。

5結(jié)語

綜上所述，本文從不同角度和方向，對BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，進(jìn)行了分析和闡述，其目的就是保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性，為建筑工程施工質(zhì)量的提升，給予了基礎(chǔ)性的保證，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而促進(jìn)其行業(yè)發(fā)展的進(jìn)程。

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（作者單位：廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院海南設(shè)計(jì)分院）