李啟航

摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理關(guān)系著建筑工程的質(zhì)量與安全，在以往結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，大多都是采用二維平面結(jié)構(gòu)設(shè)計，這種方式的不具備良好的可視性，會受到諸多因素的影響，難以達(dá)到最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。在BIM技術(shù)的運(yùn)用下，能夠使計算機(jī)信息技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計得到合理的結(jié)合，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。本文將對BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運(yùn)用展開討論，以期為業(yè)內(nèi)設(shè)計人員提供參考。

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

引言：

市場經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展下，國內(nèi)建筑領(lǐng)域進(jìn)步速度越來越快，BIM以其自身優(yōu)勢在建筑領(lǐng)域中得到了迅速的推廣運(yùn)用。作為工程項目中的重要組成部分，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計水平關(guān)系著工程建設(shè)整體情況，為此，應(yīng)當(dāng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中合理運(yùn)用BIM技術(shù)，以實現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)。

一、BIM 技術(shù)的概念

近年來建筑行業(yè)得到巨大的發(fā)展與完善，加上城鎮(zhèn)一體化建設(shè)進(jìn)程的加快，建筑規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，建筑形式更加的多樣化。在此背景下，獲取更多的信息資料成為設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時的關(guān)鍵。這就需要設(shè)計公司通過各種渠道和方式進(jìn)行信息的收集，對于收集到的信息進(jìn)行深入分析與利用，以此達(dá)到提高施工效率，縮短工期，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的，同時也能更加有效的提高建筑企業(yè)安全管理工作的水平。BIM 技術(shù)是一種新型的技術(shù)，借助該項技術(shù)可以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計由二維向三維的轉(zhuǎn)化，建立數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)各部門、各專業(yè)的資源信息共享。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，利用該項技術(shù)可以實現(xiàn)建筑工程師、設(shè)計人員與業(yè)主等所有參與者共享數(shù)據(jù)信息，建立可視化的數(shù)字模型，通過對建筑結(jié)構(gòu)的反復(fù)分析與模式，不斷的調(diào)整與優(yōu)化建筑設(shè)計，同時幫助企業(yè)降低各個階段的成本，縮短施工時間，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、BIM 技術(shù)的主要應(yīng)用特點(diǎn)

1、信息化特征

BIM 技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的代表，集成了現(xiàn)代信息技術(shù)的強(qiáng)大功能，可以對海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類儲存和分析管理，建構(gòu)科學(xué)的信息模型。建筑信息模型為后期項目建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，設(shè)計人員需要對建筑模型進(jìn)行優(yōu)化，確保各項參數(shù)的準(zhǔn)確性。BIM 技術(shù)構(gòu)建了信息平臺，設(shè)計人員可以登錄信息平臺，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化，實現(xiàn)建筑設(shè)計的一體化。信息建模型以數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)，記載了建筑結(jié)構(gòu)信息、施工材料信息、建筑構(gòu)件信息等。設(shè)計人員可以通過查詢功能快速檢索數(shù)據(jù)，加快建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的速度。

2、良好的協(xié)調(diào)性

在開展工程結(jié)構(gòu)設(shè)計作業(yè)時，要由多個部門共同參與，但因各部門的職能不同以及相互交叉，就需要做好各部門的協(xié)調(diào)工作，以往在結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，會暴露出許多的問題，當(dāng)某項環(huán)節(jié)存在問題后再進(jìn)行補(bǔ)救，很可能會對施工作業(yè)的進(jìn)行產(chǎn)生影響。而通過運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠為各部門的溝通協(xié)調(diào)提供便利，避免上述問題的產(chǎn)生，借助BIM技術(shù)可以形成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，為各部門工作的開展提供可靠依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的高效完成。

3、高效性特征

建筑設(shè)計過程中互產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，如何對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，成為設(shè)計者關(guān)注的重點(diǎn)問題，BIM 技術(shù)解決了設(shè)計人員的困擾，可以將數(shù)據(jù)儲存到適當(dāng)位置。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的數(shù)據(jù)發(fā)生變更時，BIM 系統(tǒng)將根據(jù)變化數(shù)據(jù)調(diào)整建筑工程模型，對相關(guān)信息進(jìn)行快速修改。BIM 技術(shù)還可以實現(xiàn)模擬施工的目標(biāo)，對建筑場景進(jìn)行還原。在 BIM 技術(shù)的作用下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計將更加高效。

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

1、了解建筑結(jié)構(gòu)及建筑場地

建筑工程結(jié)構(gòu)需要滿足許多性能要求，包括穩(wěn)定性以及安全性等，若實際建筑結(jié)構(gòu)不滿足相關(guān)性能要求，則會存在風(fēng)險隱患。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須要保證各部分的結(jié)構(gòu)滿足相應(yīng)的性能要求。而想要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)場場地與工程結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行深入分析，同時結(jié)合場地具體情況優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。實際對現(xiàn)場場地進(jìn)行分析時，地理信息系統(tǒng)與BIM技術(shù)的合理結(jié)合，能夠清晰的模擬現(xiàn)場實際情況，同時在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑建模，全面分析各項模型方案情況，最終確定最佳的施工方案。

2、在建筑結(jié)構(gòu)性能分析中的運(yùn)用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作不僅僅是建筑工程中各種構(gòu)件的簡單組合，最為重要的是建筑整體成型后各部分的應(yīng)力表現(xiàn)，主要包括建筑整體是否能夠在一定的水平和豎向以及振動荷載下維持較高的穩(wěn)定水平。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中運(yùn)用 BIM 技術(shù)，通過對設(shè)計方案進(jìn)行全面的模擬和分析，從而建立出與建筑主體相互吻合的一體化數(shù)字模型，通過應(yīng)用軟件內(nèi)部的計算和分析功能，對建筑結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行分析，通過導(dǎo)入相關(guān)數(shù)據(jù)把建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案置于與實際情況相貼近的環(huán)境中，從而對方案中的缺陷進(jìn)行修正和優(yōu)化。

3、參數(shù)設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計的難度比較大，以鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件參數(shù)設(shè)計為例，在開展設(shè)計工作時，設(shè)計人員不僅要考察構(gòu)件的位置、構(gòu)件之間的連接方式，還要找到構(gòu)件的連接點(diǎn)，確保構(gòu)件的穩(wěn)定性。在對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行連接時，必須要對連接梁的高度進(jìn)行測算，查看構(gòu)件的連接類型，并對每個構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計。BIM 技術(shù)提供了三維立體模型，因此在開展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)該先對模型中的構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，并合理控制螺旋數(shù)量等。在模型調(diào)整過程中，需要保證數(shù)據(jù)信息的快速接收，根據(jù)數(shù)據(jù)信息來繪制加速構(gòu)件。

4、在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同中的運(yùn)用

BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為重要的特征是，不同專業(yè)之間相互協(xié)調(diào)共同完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，在進(jìn)行設(shè)計的過程中，進(jìn)行信息的處理和匯總交流，有效的提升了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的高效性和協(xié)調(diào)性。BIM模型中的建筑工程數(shù)據(jù)的交流和共享主要指兩個方面：一方面是借助中間的數(shù)據(jù)文件，對不同地區(qū)設(shè)計軟件進(jìn)行模型設(shè)計時需要的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交流和共享；另一方面是，通過中性數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，使不同部門之間的數(shù)據(jù)實現(xiàn)交流和共享，例如，將建筑工程中的土建、裝飾等部門專業(yè)相互結(jié)合，運(yùn)用統(tǒng)一的平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的信息交流和共享。

5、建立關(guān)聯(lián)性建筑結(jié)構(gòu)模型

建立關(guān)聯(lián)性建筑結(jié)構(gòu)模型是一項相對復(fù)雜的建筑工作，這一建筑環(huán)節(jié)有較多的注意事項。在進(jìn)行建筑設(shè)計的時候，相關(guān)的建筑工作人員需要清晰的了解到建筑環(huán)節(jié)各個方面上的相互關(guān)聯(lián)及其關(guān)聯(lián)的影響意義，還要及時的把建筑對稱性關(guān)聯(lián)上的問題解決。在建筑結(jié)構(gòu)中使用BIM技術(shù)以后，相關(guān)的建筑工作人員就可以讓建筑在對稱性和不對稱性的關(guān)聯(lián)方面清晰明了的表達(dá)出來。例如，在建筑工程結(jié)構(gòu)中，洞口會依賴在墻體這一媒介上，墻體消失后，相應(yīng)依賴的墻體并不會與之一起。但是要將墻體這一媒介刪除后，洞口沒有了以來的媒介就會隨之消失。所以，運(yùn)用洞口與實體相關(guān)聯(lián)，就可以建簡易的將墻體和洞口互相關(guān)聯(lián)。這樣就可以建立關(guān)聯(lián)性建筑結(jié)構(gòu)模型。

結(jié)語：

在BIM技術(shù)實踐運(yùn)用下，能夠為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)造許多有利條件，不僅會促進(jìn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的提升，也能夠為建筑領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步產(chǎn)生積極影響。當(dāng)代人民物質(zhì)生活水平逐漸提高，人們對于建筑的需求也發(fā)生了變化，這也對建筑企業(yè)提出了更高的要求，企業(yè)想要提升競爭力，就應(yīng)當(dāng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面入手，努力提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。雖然BIM技術(shù)得到了推廣運(yùn)用，但實際運(yùn)用中還會面臨一些問題，這就需要業(yè)內(nèi)人士不斷努力，使BIM技術(shù)的運(yùn)用價值得到進(jìn)一步發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1]李軾，王科亮，劉媛.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材.2015（03）

[2]李君永.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用實踐分析與研究[J].中國住宅設(shè)施.2017（01）

[3]周穎.解析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）.2017（34）

（作者單位：重慶鋼鐵集團(tuán)設(shè)計院有限公司）