沈天生

寧夏上陵房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 寧夏銀川 750000

BIM技術(shù)在整個建筑施工過程中都是一直存在的。它專注于數(shù)據(jù)的收集和分析，從各個部分收集數(shù)據(jù)，包括建筑師、施工隊、管理隊等。BIM技術(shù)的作用是，在建筑設(shè)計過程中設(shè)計師可以利用這項技術(shù)建立出一個三維的視覺效果圖，充分利用三維效果的特點去設(shè)計更好的建筑工程。而且在關(guān)于建筑設(shè)計、三維集合、工程造價等方面設(shè)計時，這個技術(shù)更是可以有效的應(yīng)用于施工、管理以及規(guī)劃等各個方面。以便從根本上改變以前的設(shè)計風格，提高建筑設(shè)計的特點。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是一種工程數(shù)據(jù)模型，以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)集成了建筑工程項目的各種信息，因此，可以為建筑工程的設(shè)計和施工提供協(xié)調(diào)一致的信息，其中核心信息是建筑信息，具體內(nèi)容包括參數(shù)化的圖元和參數(shù)化修改。BIM技術(shù)不僅可以用在建筑的設(shè)計和施工過程中，還可以在建筑交付后的后期運營和管理中發(fā)揮作用，可以應(yīng)用在建筑全壽命周期中[1]。主要的特點有：

1.1 設(shè)計模型的可視化

傳統(tǒng)的基于CAD軟件的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是二維平面設(shè)計，設(shè)計成果只能通過平面來展示，很難體現(xiàn)出立體結(jié)構(gòu)的效果。BIM技術(shù)可以同時呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的三維立體效果和實現(xiàn)建筑實體的立體建模

1.2 設(shè)計信息集成化

根據(jù)BIM基礎(chǔ)模型，各個專業(yè)的設(shè)計可以將設(shè)計的參數(shù)如構(gòu)建間的空間、尺寸、材料等信息輸入到模型當中，實現(xiàn)各個專業(yè)間的高度集成。

1.3 可傳遞性

BIM技術(shù)可以在設(shè)計的各個數(shù)據(jù)之間建立有效和統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)，不需要設(shè)計人員去更新相關(guān)工作，若程序自動修改了某項數(shù)據(jù)或內(nèi)容后，系統(tǒng)能夠自動將修改內(nèi)容反饋到與之關(guān)聯(lián)的圖元中，提高工作效率的同時減少了設(shè)計錯誤率。

2 基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計流程

為了彌補二維設(shè)計圖紙的缺點，結(jié)合BIM技術(shù)特點和應(yīng)用情況，利用BIM技術(shù)對傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計流程進行了優(yōu)化，主要包括如下3個方面。

2.1 方案設(shè)計階段

基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計階段的管理流程：結(jié)構(gòu)專業(yè)先依據(jù)建筑專業(yè)提交的方案模型，結(jié)合項目實際情況進行結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計和建模。然后，對結(jié)構(gòu)模型進行計算和分析，并進行調(diào)整和修改及校審。下一步匯總各專業(yè)的方案模型數(shù)據(jù)，并進行設(shè)計協(xié)調(diào)[2]。最后，修改和調(diào)整各個專業(yè)的設(shè)計方案，進入初步設(shè)計階段。

2.2 初步設(shè)計階段

基于BIM技術(shù)的初步設(shè)計階段的流程：首先項目的各個專業(yè)相互提交方案模型，根據(jù)地勘報告和荷載信息進行結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計建模，在此過程中，結(jié)構(gòu)和其他專業(yè)互提設(shè)計模型，進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件位置和尺寸的初步設(shè)計并初步預(yù)留各專業(yè)的設(shè)備孔洞。然后計算和分析結(jié)構(gòu)模型，并對結(jié)構(gòu)進行調(diào)整、修改和校審。最后根據(jù)各初步設(shè)計模型對數(shù)據(jù)進行融合和匯總，進行必要的修正和調(diào)整后進入下一個階段。

2.3 施工圖設(shè)計階段

基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計階段的首要任務(wù)是各個專業(yè)相互提交初設(shè)模型，根據(jù)項目的地基、風荷載、地震等實際情況，構(gòu)建結(jié)構(gòu)設(shè)計模型。建模完成后，對結(jié)構(gòu)進行計算并對結(jié)果進行調(diào)整和修改、校審。然后，匯總組合各設(shè)計專業(yè)的初步設(shè)計模型數(shù)據(jù)并進行設(shè)計協(xié)調(diào)和修改，繼而完成結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計模型。最后，可直接生成二維施工圖，經(jīng)過和結(jié)構(gòu)模型的校核后就可以將施工圖的BIM立體設(shè)計模型和二維圖紙一并交付給業(yè)主。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實踐

3.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計BIM技術(shù)概述

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計全面應(yīng)用BIM技術(shù)，充分利用BIM三維模型。結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計需要的材料力學性能和彈性模量等參數(shù)，輸入結(jié)構(gòu)荷載對各桿件受力進行計算分析，分別選擇不同構(gòu)件的分項系數(shù)，設(shè)置調(diào)整BIM建模各構(gòu)件工具欄中的相關(guān)數(shù)據(jù)。經(jīng)過軟件計算生成結(jié)構(gòu)設(shè)計三維模型，直觀地對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行檢查。從而優(yōu)化梁、柱、墻、板的截面尺寸與建筑功能以及安裝之間的關(guān)系。通過BIM模型，查看梁柱節(jié)點鋼筋分布的合理性。及時修改或調(diào)整梁柱節(jié)點處加力鋼筋密集的矛盾，解決結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖中存在的問題。利用BIM技術(shù)，使鉸接支座兩端相鄰梁的不同配筋，進行比對分析，利用一端受力鋼筋的錨固長度，兼并另一端的加力鋼筋。同時，對結(jié)構(gòu)柱在不同高度或樓層，根據(jù)結(jié)構(gòu)荷載計算，調(diào)整框架柱鋼筋混凝土截面，分析哪些縱向鋼筋需要錨固，或者哪些縱向受力鋼筋繼續(xù)延伸[3]。

3.2 深化設(shè)計

在復(fù)合材料設(shè)計中，BIM項目中的參數(shù)化不僅可以提高項目的性能，而且可以減少仿真負載，同時也提供了更大的靈活性，這使得BIM技術(shù)具有更高的適應(yīng)性。預(yù)制構(gòu)件加固結(jié)構(gòu)設(shè)計時，參數(shù)是指整個設(shè)計的核心，預(yù)制構(gòu)件參數(shù)化必須與板、樓板等構(gòu)件類型、排水溝和樓板相結(jié)合。通過BIM技術(shù)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可以降低投資成本，控制材料浪費，減少施工難度。利用BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，對地震破壞，抗震性能分析，風載、雪載等結(jié)構(gòu)設(shè)計驗算，以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性比對，發(fā)揮著重要作用。

4 結(jié)語

由于BIM技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用才剛剛興起，在應(yīng)用過程當中還面臨著諸多問題，設(shè)計階段的模型細度不夠明確，BIM結(jié)構(gòu)模型和第三方結(jié)構(gòu)分析軟件在使用上的兼容性問題，對于BIM模型生成的建筑結(jié)構(gòu)的二維施工圖不一定完全符合相關(guān)的制圖標準，有時需要二維CAD輔助完成節(jié)點、細部的設(shè)計。另外，BIM技術(shù)的使用也會明顯增加設(shè)計單位的人力和運營成本，軟件的維護費用也會增加。

綜合來講，BIM技術(shù)會明顯提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率和設(shè)計的質(zhì)量，從長遠的角度來看，BIM技術(shù)符合建筑設(shè)計企業(yè)質(zhì)量管理的目標，會逐漸被整個設(shè)計行業(yè)大規(guī)模地應(yīng)用。