文/胡英男 四川省城鄉(xiāng)建設(shè)研究院 四川成都 610000

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市建設(shè)事業(yè)也獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步，在這種背景下，如何探索運(yùn)用具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性特征的BIM 技術(shù)來(lái)有效改善建筑和結(jié)構(gòu)工程師協(xié)同作業(yè)方式、整合共享集體智慧，從設(shè)計(jì)、施工到后期管理的全周期調(diào)控以提高工作效率和設(shè)計(jì)水平，利用高效整合的現(xiàn)代信息化技術(shù)集合團(tuán)隊(duì)的力量提高建筑師結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，從而促進(jìn)城市建設(shè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展，成為近年來(lái)建筑界和社會(huì)各界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

1、BIM 技術(shù)定義及應(yīng)用流程概述

1.1 相關(guān)定義

“Building Information Modeling”（“建筑信息建?！保┖?jiǎn)稱為BIM，該項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)70年代的美國(guó)，主要指在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，通過(guò)三維數(shù)字技術(shù)建立建筑模型，同步給予模型相應(yīng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息庫(kù)。在我國(guó)，雖然BIM 技術(shù)引入時(shí)間較晚，但經(jīng)過(guò)短短十幾年，因其在統(tǒng)籌協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各專業(yè)、可視化模擬、敲定方案、施工交底等方面的突出優(yōu)勢(shì)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了迅速推廣和應(yīng)用。

1.2 BIM 技術(shù)應(yīng)用流程

1.2.1 建筑結(jié)構(gòu)建模

由專業(yè)人員按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，將標(biāo)高、基礎(chǔ)、柱網(wǎng)、樓板、屋頂?shù)冉ㄖ?gòu)件參數(shù)逐一輸入，利用Revit 軟件建立建筑結(jié)構(gòu)模型。

1.2.2 數(shù)據(jù)計(jì)算模型轉(zhuǎn)換

同第一個(gè)步驟類似，數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換依然可以由專業(yè)人員獨(dú)立完成，一般將每個(gè)自然層作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行確認(rèn)和轉(zhuǎn)換，利用GSSAP 計(jì)算各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，隨后對(duì)樓層控制指標(biāo)層間位移角進(jìn)行查看、對(duì)構(gòu)件控制指標(biāo)柱梁板等構(gòu)件的超筋超限驗(yàn)算進(jìn)行審核。

1.2.3 配筋量計(jì)算

在使用廣廈主菜單功能進(jìn)行平法配筋后，將圖紙轉(zhuǎn)換為DWG 格式，通過(guò)AutoCAD 按照建筑結(jié)構(gòu)平法規(guī)則修正鋼筋算量數(shù)據(jù)。

1.2.4 模型結(jié)構(gòu)修正

需要水、電、暖通等各專業(yè)技術(shù)人員充分利用BIM 可視化模型，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核，直至設(shè)計(jì)方案趨于成熟。這一階段是BIM 技術(shù)運(yùn)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有各專業(yè)協(xié)同作業(yè)，才能做出科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2、BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀問(wèn)題綜述

2.1 從業(yè)人員水準(zhǔn)較低，建筑結(jié)構(gòu)模型難以準(zhǔn)確構(gòu)建

在城市建設(shè)日新月異、而B(niǎo)IM 本土化應(yīng)用軟件相對(duì)缺乏的情況下，只有建模人員能夠熟練操作計(jì)算機(jī)軟件，并且掌握建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，才能準(zhǔn)確理解方案中各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，建立出符合設(shè)計(jì)意圖的建筑模型，為后期管理人員決策提供依據(jù)。然而，從我國(guó)行業(yè)實(shí)際來(lái)看，為了節(jié)約人力成本，多數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)會(huì)選擇無(wú)工作經(jīng)驗(yàn)的大專院校畢業(yè)生從事建模工作，這些建模人員有的甚至來(lái)自非建筑行業(yè)，根本無(wú)法再在短時(shí)間內(nèi)掌握建筑領(lǐng)域知識(shí)，更難以建出正確無(wú)誤的模型，這也是BIM 技術(shù)運(yùn)用舉步維艱的重要原因。

2.2 統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制尚不完善，難以有效核準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)模型

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及建筑抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基承載力、市政管道等各個(gè)方面，在方案敲定階段，需要土建、機(jī)電等內(nèi)部各類專業(yè)設(shè)計(jì)人員的參與。但考量我國(guó)實(shí)際，由于信息共享不可避免會(huì)觸及設(shè)計(jì)院內(nèi)部各部門利益，方案設(shè)計(jì)前期，各方的信息共享便難以實(shí)現(xiàn)；而到了模型核準(zhǔn)階段，又會(huì)出現(xiàn)各部門為保產(chǎn)值而推諉扯皮的問(wèn)題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)模型核準(zhǔn)過(guò)程中信息數(shù)據(jù)來(lái)源不實(shí)或信息量不足等問(wèn)題頻發(fā)，最終BIM 技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的促進(jìn)作用大打折扣。

2.3 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，難以為BIM 技術(shù)應(yīng)用提供依據(jù)

由于BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚屬新興領(lǐng)域，相關(guān)法律法規(guī)、各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)仍然比較匱乏，數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、信息分類體系不規(guī)范等問(wèn)題普遍存在，BIM 技術(shù)市場(chǎng)推廣缺乏良好的支持環(huán)境和對(duì)接方式，造成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在實(shí)際工作中無(wú)法應(yīng)用BIM 技術(shù)的局面屢屢發(fā)生。

3、改善BIM 技術(shù)運(yùn)用、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的對(duì)策措施

3.1 提高重視程度，加大培訓(xùn)力度，為BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定良好基礎(chǔ)

設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人應(yīng)在深刻認(rèn)識(shí)BIM 等先進(jìn)技術(shù)對(duì)提高設(shè)計(jì)水平、塑造企業(yè)品牌重要意義的基礎(chǔ)上，努力暢通技術(shù)運(yùn)用路徑、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展。一是加大投入，完善BIM技術(shù)運(yùn)用硬件設(shè)施建設(shè)；二是設(shè)立專項(xiàng)資金，對(duì)建模人員進(jìn)行包括力學(xué)知識(shí)、BIM 技術(shù)軟件操作等方面的技能培訓(xùn)，切實(shí)保障建筑建模準(zhǔn)確度。

3.2 完善統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，促進(jìn)BIM 模型數(shù)據(jù)信息共享

正如前文所述，BIM 技術(shù)運(yùn)用系統(tǒng)性、復(fù)雜樣較強(qiáng)，涉及水、電、熱、氣等多個(gè)設(shè)計(jì)部，因此，建筑設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人一是應(yīng)結(jié)合企業(yè)實(shí)際，建立規(guī)章制度，明確劃分落實(shí)責(zé)任，著力破除管理體制障礙，在形成多部門協(xié)作應(yīng)用BIM 技術(shù)的共識(shí)基礎(chǔ)上，探索建立BIM 模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供的長(zhǎng)效制度保障。二是針對(duì)當(dāng)前結(jié)構(gòu)模型敲定過(guò)程中矛盾問(wèn)題等較為突出的方面，可嘗試在各相關(guān)部門中抽調(diào)專業(yè)技術(shù)人才，合作建立項(xiàng)目組，從簡(jiǎn)單的小項(xiàng)目開(kāi)始，逐步組織企業(yè)所屬的BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

3.3 完善優(yōu)化規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供扎實(shí)依據(jù)

政府有關(guān)部門及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)在對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行詳盡調(diào)研，以此為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)最新發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行更新和修正。同時(shí)盡快制定與BIM 技術(shù)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件庫(kù)模型分類編碼等方面標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以標(biāo)準(zhǔn)完善填補(bǔ)行業(yè)空白，促使BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷革新，BIM 技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將會(huì)獲得更加廣闊的市場(chǎng)。面臨從業(yè)人員水準(zhǔn)較低、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制尚不完善、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系不健全等諸多困境，還需設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人提高重視程度，加大培訓(xùn)力度，完善統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，促進(jìn)BIM 模型數(shù)據(jù)信息共享；需要政府有關(guān)部門完善優(yōu)化規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供扎實(shí)依據(jù)，多措并舉，有效促進(jìn)城市建設(shè)事業(yè)獲得長(zhǎng)足發(fā)展。