王朝穩(wěn) 江西中煤建設(shè)集團(tuán)有限公司

1 前言

在建筑工程建設(shè)方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)工程質(zhì)量影響巨大，直接關(guān)系到工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量，同時(shí)也是工程成本控制的關(guān)鍵內(nèi)容。因此，建筑企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，需要選擇科學(xué)的方法進(jìn)行控制。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，合理的應(yīng)用BIM技術(shù)，建立三維模型并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與調(diào)控，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案各類參數(shù)的合理性，發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的價(jià)值。管理人員利用BIM技術(shù)，可以動(dòng)態(tài)控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案落實(shí)方面的工作，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為工程設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)，保障項(xiàng)目施工可靠、安全的進(jìn)行。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 信息集成化

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)用BIM技術(shù)可以集成化處理建筑結(jié)構(gòu)的數(shù)量、尺寸等數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理方面擁有準(zhǔn)確、高效的特點(diǎn)，可以規(guī)避傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的諸多問(wèn)題。過(guò)往工程在施工圖紙參數(shù)控制方面存在不小的操作難度。設(shè)計(jì)人員通過(guò)BIM建模形式，可以準(zhǔn)確把握建筑結(jié)構(gòu)諸多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提高虛擬模型與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)圖的關(guān)聯(lián)性，幫助設(shè)計(jì)人員掌握建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)方面的重點(diǎn)難點(diǎn)。

2.2 信息傳遞性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇BIM技術(shù)，可以利用計(jì)算機(jī)軟件在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢(shì)，整合各類數(shù)據(jù)信息，利用3D建模的方法，提高施工中各類數(shù)據(jù)的傳遞效率，還可以找到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題并給出問(wèn)題的解決方法，確保建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以快速傳遞與轉(zhuǎn)化。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)用BIM技術(shù)需要基于工作需求，可以削減設(shè)計(jì)人員的工作量，規(guī)避了不少人為因素引發(fā)的錯(cuò)誤，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量與效率。

2.3 協(xié)調(diào)性

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引入BIM技術(shù)，可以通過(guò)技術(shù)構(gòu)建的平臺(tái)與各部門人員進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通和交流，確定建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，保證設(shè)計(jì)人員在掌握工程多方面信息的基礎(chǔ)上，增加對(duì)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)容與設(shè)計(jì)參數(shù)的了解程度。

在確定建筑體結(jié)構(gòu)層次的前提下，設(shè)計(jì)人員可以更好的鎖定建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員結(jié)合項(xiàng)目具體概況，使用BIM技術(shù)建立3D結(jié)構(gòu)模型，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件將建筑結(jié)構(gòu)立體、直觀的呈現(xiàn)出來(lái)，幫助管理人員、施工人員更好的理解設(shè)計(jì)方案。工程項(xiàng)目參與部門眾多，利用由BIM技術(shù)構(gòu)建的信息平臺(tái)，以利用互聯(lián)網(wǎng)將各部門聯(lián)系在一起，提高各單位在工作協(xié)商方面的效率，使設(shè)計(jì)人員更全面的掌握項(xiàng)目施工信息，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作流程，為工程施工高效進(jìn)行提供保障。

3 BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)流程

3.1 構(gòu)建建筑整體結(jié)構(gòu)模型

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用BIM技術(shù)，需要建立科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)模型，在模型中應(yīng)該精準(zhǔn)、全面的描述建筑結(jié)構(gòu)信息，可以為施工提供全面、可靠的參數(shù)。在BIM建筑模型中，會(huì)給出建筑材料屬性；分別定義分層實(shí)體、集合實(shí)體和使用實(shí)體。

3.2 構(gòu)建建筑部分結(jié)構(gòu)模型

在建筑模型構(gòu)建方面，會(huì)按照施工需求設(shè)置模型的內(nèi)容，部分BIM結(jié)構(gòu)模型含有很多屬性和內(nèi)容，其中含有構(gòu)造尺寸、材料和成本等信息，在BIM模型中還含有各類組件屬性。以工程墻壁為例，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)該確定墻壁間的關(guān)系。使用BIM技術(shù)構(gòu)建的建筑模型，其中的組件含有多層材料。墻體在建筑結(jié)構(gòu)中較為關(guān)鍵，包含保溫層、結(jié)構(gòu)層、外墻磚、墻磚等。在建筑墻體模型構(gòu)建方面，會(huì)結(jié)合墻體實(shí)際情況，定義墻體材料特性，分別定義實(shí)體、分層實(shí)體和集體；基于材料實(shí)體，連接墻體材料和墻體。

3.3 構(gòu)建建筑關(guān)聯(lián)性結(jié)構(gòu)模型

設(shè)計(jì)人員建立BIM建筑模型的過(guò)程中，應(yīng)該從項(xiàng)目相關(guān)的多方面內(nèi)容中找到各方面工作的關(guān)聯(lián)點(diǎn)。利用BIM技術(shù)構(gòu)建工程模型，可以良好的識(shí)別工程結(jié)構(gòu)，找到工程結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性，還可以更直觀、準(zhǔn)確的反映工程建筑信息。

在建筑模型構(gòu)建方面，應(yīng)該確定建筑中的關(guān)系，判斷部分參數(shù)發(fā)生變動(dòng)時(shí)是否會(huì)對(duì)其他參數(shù)形成影響。比如，具備主從關(guān)系的兩個(gè)實(shí)體——開(kāi)口和墻壁，其中開(kāi)口和墻壁分別為主體和主要實(shí)體，如果刪除前者不需要?jiǎng)h除墻壁信息，如果刪除后者時(shí)需要一同刪除開(kāi)口信息。在模型構(gòu)建中，將墻和開(kāi)口關(guān)聯(lián)起來(lái)，兩者為物理關(guān)系。在建筑中還有很多關(guān)聯(lián)類型，應(yīng)該根據(jù)一者的改變調(diào)整另一方，提高模型參數(shù)的準(zhǔn)確性。

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

4.1 建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)分析

為更好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中要使用BIM技術(shù)并收集工程項(xiàng)目各方面數(shù)據(jù)，分析、評(píng)估建筑體周圍環(huán)境與地理?xiàng)l件，利用計(jì)算機(jī)軟件建立建筑3D模型，可以更好的掌握設(shè)計(jì)方案情況，通過(guò)直觀的模型有助于設(shè)計(jì)人員把控方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)方案在設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，需要利用計(jì)算機(jī)軟件模擬建筑結(jié)構(gòu)，全面、細(xì)致的分析建筑，由此可以幫助設(shè)計(jì)人員了解建筑結(jié)構(gòu)周圍的環(huán)境情況與地理?xiàng)l件。

在建筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要多方面考量項(xiàng)目相關(guān)元素，確定設(shè)計(jì)要點(diǎn)并進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整，為后續(xù)工程開(kāi)展奠定良好基礎(chǔ)。在工程項(xiàng)目運(yùn)行中，建筑設(shè)計(jì)人員需要掌握建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)成情況，模擬建筑結(jié)構(gòu)，快速發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題并制定處理預(yù)案，由此可以規(guī)避不穩(wěn)定因素對(duì)項(xiàng)目施工形成的影響，有助于工程項(xiàng)目質(zhì)量控制，保證工程在合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案下進(jìn)行，圖1為建筑內(nèi)部三維模型圖。

4.2 施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

我國(guó)各大城市在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)了一定的變化，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)愈加復(fù)雜，施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求也逐漸提高。當(dāng)前在建筑設(shè)計(jì)方面選擇BIM技術(shù)，可基于立體圖形設(shè)計(jì)與平面設(shè)計(jì)，收集工程多方面信息，結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)使用BIM技術(shù)，可以將設(shè)計(jì)方案直觀的呈現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)人員利用建筑三維模型可以掌握建筑各區(qū)段的詳細(xì)信息，判斷建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理、科學(xué)。在傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員考量建筑主體設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間與精力，同時(shí)難以掌握建筑設(shè)計(jì)各方面內(nèi)容。運(yùn)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)人員通過(guò)綜合分析與全面考量，可以快速發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)的問(wèn)題并進(jìn)行控制。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工進(jìn)度與成本的把控力度，通過(guò)BIM技術(shù)模擬建筑施工情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)方面存在的不合理之處并進(jìn)行修改，提高施工方案的可操作性，彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的缺陷。在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)使用BIM技術(shù)，依托可視化設(shè)計(jì)模式，分析建筑中較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，收集建筑信息，掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為建筑施工奠定基礎(chǔ)。

4.3 建筑成本預(yù)算與材料采購(gòu)

建筑工程中應(yīng)用BIM技術(shù)在施工成本預(yù)算控制方面有極大的優(yōu)勢(shì)。利用BIM技術(shù)模擬設(shè)計(jì)方案，掌握工程建筑方面的需求，對(duì)建筑施工的各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，限制各環(huán)節(jié)技術(shù)、設(shè)備與材料的應(yīng)用方法，由此可以降低工程在資金成本方面的投入量，按照項(xiàng)目建設(shè)要求進(jìn)行預(yù)算控制工作。建筑企業(yè)在項(xiàng)目施工方面，應(yīng)該明確工作條件，制定更加有效、科學(xué)的采購(gòu)方案。

在工程施工方面，使用BIM技術(shù)，收集施工實(shí)施數(shù)據(jù)，控制工程各項(xiàng)成本，可以提高對(duì)各類數(shù)據(jù)的管理水平。在建筑施工領(lǐng)域鎖定工作需求，結(jié)合工程領(lǐng)域掌握的信息，快速確定采購(gòu)工作需求，對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)各環(huán)節(jié)設(shè)備與工程材料進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。借助由BIM技術(shù)構(gòu)建的平臺(tái)，可以掌握設(shè)備、材料在不同環(huán)節(jié)的使用情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)材料浪費(fèi)的問(wèn)題并進(jìn)行控制，由此可以降低材料無(wú)用消耗量，按照工程建設(shè)需求，合理配置施工材料，達(dá)到成本控制目的，將工程預(yù)算限制在合理的區(qū)間。

4.4 工程結(jié)構(gòu)拆分

在建筑工程框架模型構(gòu)建任務(wù)結(jié)束后，會(huì)在應(yīng)用軟件revit中導(dǎo)入工程數(shù)據(jù)模型，并生成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型。在數(shù)據(jù)導(dǎo)入前，設(shè)計(jì)人員會(huì)利用軟件分析各類工程參數(shù)并修正各類建筑信息，進(jìn)行半成品的控制。在建筑模型信息拆分時(shí)，會(huì)剖析模型內(nèi)容，提高三維模型的直觀性。導(dǎo)入數(shù)據(jù)模型后需要關(guān)注工程數(shù)據(jù)，確保工程數(shù)據(jù)涵蓋鋼筋、構(gòu)件、輪廓與材料等方面信息。在結(jié)構(gòu)拆分時(shí)，需要按照正常的施工流程，拆分工作各環(huán)節(jié)內(nèi)容，按照工程拆分要求進(jìn)行拆分工作，拆分的越細(xì)致，對(duì)施工控制越有利。

4.5 埋件布置

BIM技術(shù)應(yīng)用到工程中，需要確定各結(jié)構(gòu)的拆分原則并按照方案建設(shè)要求與各結(jié)構(gòu)拆分原則，將其作為預(yù)埋管件布設(shè)的基礎(chǔ)，確保預(yù)埋工作達(dá)到工程使用要求。

在工程進(jìn)行中，應(yīng)該關(guān)注預(yù)埋工作，需要提高預(yù)埋工作的精準(zhǔn)性、可靠性。在預(yù)埋梁柱埋件時(shí)，可以選擇嵌入式梁柱結(jié)構(gòu)，保證梁柱模板中的鋼筋吊鉤安裝在指定位置。設(shè)計(jì)人員需要綜合考量鋼筋吊鉤的規(guī)格、形狀，如果工程模式發(fā)生變化，需要全程控制數(shù)據(jù)，調(diào)整數(shù)據(jù)參數(shù)，提高此類數(shù)據(jù)的合理性。在構(gòu)件設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該明確工程設(shè)計(jì)要求，在柱結(jié)構(gòu)預(yù)埋環(huán)節(jié)需要根據(jù)BIM模型進(jìn)行比對(duì)、分析，選擇專門的設(shè)計(jì)模塊，合理的設(shè)計(jì)墻體與柱結(jié)構(gòu)銜接位置，提高相應(yīng)結(jié)構(gòu)和鋼板高度的吻合性。在建筑BIM模型構(gòu)建方面，應(yīng)該從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，圍繞項(xiàng)目?jī)?nèi)容確定工程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)與高度。

4.6 綠色建筑設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要按照國(guó)家對(duì)建筑提出的規(guī)劃要求，引導(dǎo)建筑朝綠色方向發(fā)展。我國(guó)很多建筑企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用BIM技術(shù)，可以降低建筑設(shè)計(jì)的難度。綠色設(shè)計(jì)成為建筑設(shè)計(jì)的主體方向，也是國(guó)家大力推進(jìn)的工作，滿足人們對(duì)低碳消費(fèi)的追求。但是綠色設(shè)計(jì)存在不小的難度，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)影響因素眾多，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，還需要靈活的應(yīng)用BIM技術(shù)，可以深層次的分析研究建筑節(jié)能性。在建筑設(shè)計(jì)方面，工作人員需要關(guān)注建筑通風(fēng)、采光與日照等內(nèi)容，還需要圍繞相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的分析，全面收集工程參數(shù)并進(jìn)行深入的細(xì)致，找到人們喜歡的居住模式，確定建筑設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)。通過(guò)科學(xué)的分析，合理優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)，由此可以提高工程建筑設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

比如，在建筑屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，為了提高建筑的節(jié)能性、環(huán)保性，會(huì)使用綠色建材，還會(huì)選用蓄熱系數(shù)與保溫系數(shù)更高的隔熱材料，從而確保建筑在冬季不會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)熱量快速喪失的問(wèn)題，在建筑隔熱方面擁有良好的效果，可以將內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境隔絕開(kāi)，獲得冬暖夏涼的效果。在整個(gè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員利用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算與分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)各方面內(nèi)容，在建設(shè)成本控制方面有不錯(cuò)的效果，成為項(xiàng)目施工有序進(jìn)行的有力保障。

5 結(jié)束語(yǔ)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，使用BIM技術(shù)可以幫助管理人員、設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員掌握工程概況，還能通過(guò)BIM技術(shù)提高工程數(shù)據(jù)整理、分析等工作的水平，使設(shè)計(jì)工作高效進(jìn)行。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在很多缺陷，使用BIM技術(shù)可以生成三維工程模型，便于設(shè)計(jì)人員掌握設(shè)計(jì)方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案存在的漏洞并進(jìn)行修改，降低設(shè)計(jì)人員承擔(dān)的工作壓力。通過(guò)模型進(jìn)行方案參數(shù)控制，可以更好的控制項(xiàng)目在各環(huán)節(jié)的工作，為建筑單位帶來(lái)良好社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。