潘健軍

（中國(guó)建筑第八工程局有限公司，廣州 510000）

1 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步， 在各行業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展中都會(huì)應(yīng)用到BIM、信息技術(shù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，其中，BIM 技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用最為廣泛。 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用也發(fā)揮出了重要的作用和優(yōu)勢(shì)，使工程各個(gè)環(huán)節(jié)緊密地聯(lián)系在一起， 同時(shí)也可以對(duì)工程進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整，并保證了整體質(zhì)量、工期和成本。

2 BI M技術(shù)特點(diǎn)

BIM 技術(shù)屬于一種建筑信息模型軟件技術(shù)， 采用軟件數(shù)字模擬的形式， 能針對(duì)建筑工程中的信息數(shù)據(jù)開(kāi)展系統(tǒng)分析工作，并對(duì)相應(yīng)的模型進(jìn)行構(gòu)建。 該技術(shù)在建筑行業(yè)中使用范圍較廣，不僅可以構(gòu)建立體模型，還能在數(shù)據(jù)變化的基礎(chǔ)上及時(shí)更改內(nèi)容，從而為后續(xù)施工提供便利。

2.1 可視性

BIM 技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)， 其中的三維建模技術(shù)可以通過(guò)收集施工信息，對(duì)其中的構(gòu)件屬性進(jìn)行充分展現(xiàn)，從而清晰呈現(xiàn)施工模擬圖以及各部分的細(xì)節(jié)圖， 大幅度提升施工過(guò)程中的可視化程度， 更有利于開(kāi)展核算工作以及資料分配工作等。 并且，因?yàn)榇思夹g(shù)具有可視化特點(diǎn)，所以，可以將可視化出圖納入招投標(biāo)文件， 便于招投標(biāo)雙方更好地掌握工作方案，也能保證施工方根據(jù)實(shí)際情況提高施工設(shè)計(jì)合理性，可以有效降低施工過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更情況的概率。

2.2 協(xié)調(diào)性

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 可以更加清晰地呈現(xiàn)全局概念， 各工作環(huán)節(jié)中涉及的技術(shù)以及數(shù)據(jù)均能通過(guò)BIM 技術(shù)進(jìn)行展示，提高信息交流，保證各方面信息溝通的便捷性和有效性。 同時(shí)此技術(shù)可促使各部門(mén)對(duì)自身工作內(nèi)容以及工作效果進(jìn)行更加清晰的認(rèn)識(shí)， 從而促進(jìn)其對(duì)自身工作進(jìn)行優(yōu)化，有效提升工程整體協(xié)調(diào)性。

2.3 模擬性

BIM 技術(shù)具有模擬性特點(diǎn)，可展開(kāi)工程測(cè)驗(yàn)。 在實(shí)際發(fā)展中，因?yàn)橹T多工程均需在正式進(jìn)入施工階段之前進(jìn)行檢驗(yàn)，如果此過(guò)程應(yīng)用傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方式，則難以對(duì)工程的整體施工效果進(jìn)行明確， 甚至不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患。 而應(yīng)用BIM 技術(shù)時(shí)，通過(guò)其中的模型檢驗(yàn)功能，可以了解施工整體情況，明確安全隱患，以降低施工結(jié)束后不良事件發(fā)生的概率。

3 BI M技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中， 需要考慮到工程內(nèi)部出現(xiàn)的工程量相互交叉的情況，若僅應(yīng)用傳統(tǒng)形式的CAD 二維圖開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，建筑工程中的總工程量難以整體、全面地呈現(xiàn)，也就難以準(zhǔn)確預(yù)估總工程量。而應(yīng)用BIM 技術(shù)后，建筑工程整體均處于可視化狀態(tài)，各方面人員能夠準(zhǔn)確掌握工程量，更有利于對(duì)建筑工程量進(jìn)行分析，并對(duì)相應(yīng)的造價(jià)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而更加有效地對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行控制， 并提升后續(xù)各項(xiàng)成本估算工作的可操作性， 使BIM 技術(shù)在建筑工程造價(jià)控制工作中的應(yīng)用效果更加良好。與此同時(shí)，應(yīng)用BIM 技術(shù)可以針對(duì)工程造價(jià)實(shí)施動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的控制工作。 一般來(lái)說(shuō)，需要以施工現(xiàn)場(chǎng)整體情況的變化為基礎(chǔ)，對(duì)工程量的增減進(jìn)行調(diào)整，并合理采用不同的措施， 且工程量的變化以及施工措施的變化均能夠及時(shí)被記錄和統(tǒng)計(jì)， 也就可以保障工程量持續(xù)處于明確的狀態(tài)當(dāng)中。同時(shí)BIM 技術(shù)的應(yīng)用也強(qiáng)化了圖紙內(nèi)容的審核工作，及時(shí)改正圖紙中存在的不足，促使圖紙內(nèi)容能夠得到全面優(yōu)化，從而保障設(shè)計(jì)圖在施工過(guò)程中充分發(fā)揮自身指導(dǎo)作用， 能夠有效避免設(shè)計(jì)變更、工程量變更以及返工情況[1]。

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

4.1 明確BI M建模流程

在實(shí)際進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前， 需根據(jù)圖紙建立BIM 模型， 為了保證BIM 建模工作的順利進(jìn)行， 應(yīng)建立完整的BIM建模流程，具體流程如下：

1）項(xiàng)目BIM 工程師根據(jù)正式施工圖紙利用Revit 建立最初BIM 模型；

2）在建模過(guò)程中對(duì)發(fā)現(xiàn)的圖紙潛在問(wèn)題進(jìn)行匯總，并提出解決措施；

3）創(chuàng)建各個(gè)工點(diǎn)場(chǎng)布模型，提出合理的施工方案及施工部署；

4）對(duì)幾何信息模型進(jìn)行碰撞檢查，并形成報(bào)告；

5）基于初步模型進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)，提高模型精細(xì)度，達(dá)到LOD400；

6）各專(zhuān)業(yè)BIM 模型數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、整合，進(jìn)行碰撞沖突檢查，施工深化出圖、工序工藝模擬施工，三維可視化交底。

4.2 地形、地貌檢查

利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)， 可第一時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)工況，利用可視化可攻克復(fù)雜地形方案設(shè)計(jì)，進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)可視化模擬，輔助項(xiàng)目部進(jìn)行施工決策，使項(xiàng)目管理做到精細(xì)化管控。 利用BIM 技術(shù)＋無(wú)人機(jī)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，采集原地貌航拍圖，使用Photoshop 軟件合并采集的多張航拍圖為整體原地貌圖，并統(tǒng)計(jì)需拆遷的障礙物及征地面積，能體現(xiàn)全線工程范圍與各類(lèi)障礙物之間的位置關(guān)系， 經(jīng)過(guò)分析做出合理的平面布置，便于施工現(xiàn)場(chǎng)工作開(kāi)展進(jìn)行部署，優(yōu)化施工組織及施工方案編寫(xiě)。

4.3 整體布局規(guī)劃

在實(shí)際進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要考慮到施工范圍以及周邊環(huán)境，通過(guò)建立場(chǎng)地BIM 模型，在場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 提供可視化的模擬分析成果或數(shù)據(jù)，減少對(duì)交通的占用， 合理規(guī)劃進(jìn)出路徑。 場(chǎng)地布置是利用BIM 技術(shù)對(duì)施工期間不同階段現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)及生活設(shè)施，包括辦公及生活臨建、機(jī)械設(shè)備、材料堆場(chǎng)、道路交通等進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃布置， 正確處理好施工期間所需各項(xiàng)設(shè)施和永久建筑、擬建工程之間的關(guān)系，從而達(dá)到工程項(xiàng)目施工總平面布置精細(xì)化管理效果。 同時(shí)可完善企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)臨建族庫(kù)，方便后續(xù)工程應(yīng)用[2]。

4.4 土方計(jì)算

利用傾斜攝影技術(shù)， 在施工前和土方開(kāi)挖后前后兩次進(jìn)行場(chǎng)地掃描，并利用模型處理出土方開(kāi)挖量（見(jiàn)圖1）。

圖1 傾斜攝影模型

4.5 數(shù)字表面模型

將利用無(wú)人機(jī)生成的數(shù)字表面模型顯示在電腦中， 任何區(qū)域清晰可見(jiàn)，且坐標(biāo)、標(biāo)高等信息隨時(shí)讀取，通過(guò)地形地貌與基礎(chǔ)、道路、線路等專(zhuān)業(yè)的配合可為大型機(jī)具和設(shè)備的位置和朝向的確定提供依據(jù)，輔助現(xiàn)場(chǎng)勘察，為大型臨設(shè)布設(shè)提供決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目超前策劃和快速履約。

4.6 碰撞檢查

對(duì)場(chǎng)布方案進(jìn)行多次模擬，利用BIM 技術(shù)優(yōu)化空間布局，合理利用場(chǎng)地資源，可視化調(diào)整方案，提高場(chǎng)地可用空間利用率，確保方案的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性、可行性。 通常情況下，在實(shí)際進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其過(guò)程較為煩瑣，如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)疏忽，很容易造成管道之間的碰撞，且設(shè)計(jì)人員之間缺乏有效的溝通，這也為后期的安裝帶來(lái)了一定的難度。 針對(duì)這一情況，可以積極利用BIM 技術(shù)對(duì)管道進(jìn)行檢查，檢查其是否存在管線碰撞情況， 而且對(duì)其進(jìn)行檢查可以在很大程度上提升管線設(shè)計(jì)的合理性， 也可以在一定程度上保證安裝質(zhì)量和效率，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 BIM 技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于不同模型的設(shè)計(jì)而言可以進(jìn)行整合，使其成為一個(gè)完整的模型，并利用計(jì)算機(jī)分析工具對(duì)電氣、 水暖、 通風(fēng)的管道碰撞類(lèi)型進(jìn)行分析，并明確各管道的位置（見(jiàn)圖2）。

圖2 某項(xiàng)目基于BI M模型的綜合管線碰撞檢查

4.7 深化設(shè)計(jì)

應(yīng)用BIM 技術(shù)對(duì)深化設(shè)計(jì)的組織與協(xié)調(diào)進(jìn)行研究， 可以在滿(mǎn)足業(yè)主方的需求前提下， 使施工圖更加符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。 施工階段對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行延伸，對(duì)圖紙進(jìn)行細(xì)化、補(bǔ)充和完善，將設(shè)計(jì)圖在施工過(guò)程中得到充分體現(xiàn)。 滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)不斷變化的需求，在滿(mǎn)足功能的前提條件下降低成本[3]。

為更好地開(kāi)展深化設(shè)計(jì)具體工作， 與各參建方保持良好的溝通。 具體的深化工作過(guò)程和深化流程如圖3 所示。

圖3 深化設(shè)計(jì)過(guò)程

4.8 可視化施工方案設(shè)計(jì)以及技術(shù)交底

利用BIM 技術(shù)制作三維動(dòng)畫(huà)模擬、 工序工藝動(dòng)畫(huà)模擬、BIM 成果圖展示， 在施工前協(xié)調(diào)相關(guān)部門(mén)及現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行三維可視化交底，解決復(fù)雜節(jié)點(diǎn)施工工藝相關(guān)問(wèn)題；提高施工交底質(zhì)量，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，使施工交底更加形象直觀，最終形成三維技術(shù)交底報(bào)告。項(xiàng)目利用BIM 技術(shù)搭設(shè)模型，形成直觀三維模型發(fā)現(xiàn)圖紙問(wèn)題并及時(shí)反饋，輔助完成圖紙會(huì)審。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段我國(guó)城市化發(fā)展在不斷深入，當(dāng)前建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，且數(shù)量也在不斷增加，而國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提升也對(duì)建筑工程提出了更高的要求，因此，在實(shí)際進(jìn)行建筑工程建設(shè)的過(guò)程中， 需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，進(jìn)而保證建筑的穩(wěn)定性以及安全性。 當(dāng)前在科學(xué)技術(shù)以及信息技術(shù)的支持下，BIM 技術(shù)也日漸成熟，并被應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)中，特別是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其可以更為直觀地展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，同時(shí)也使得設(shè)計(jì)方案更加清晰可見(jiàn)，方便后續(xù)施工建設(shè)的進(jìn)行， 且BIM 技術(shù)的應(yīng)用保證了效果圖的清晰性，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)現(xiàn)了可視化管理的目的。