須六平

摘 要：數(shù)字化信息集成中最重要的一個(gè)載體即是建筑信息模型，其在整個(gè)建筑構(gòu)造環(huán)節(jié)中貫穿始終，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)管理進(jìn)行有效的指導(dǎo)。文章基于建筑信息模型的特點(diǎn)，對(duì)建筑信息模型技術(shù)的有關(guān)研究現(xiàn)狀以及其在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，以期能夠提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)于建筑信息模型的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：建筑信息模型；建筑結(jié)構(gòu)；一體化；協(xié)同設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，建筑工程的規(guī)模不斷變大，其設(shè)計(jì)工作也就變得越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的協(xié)同方式已難以與建筑設(shè)計(jì)要求相符合，因而將建筑信息模型應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)一體化的協(xié)同設(shè)計(jì)中去，能夠及時(shí)的對(duì)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)進(jìn)行更新，減少工程的成本投入。

1 建筑信息模型概述

1.1 建筑信息模型技術(shù)研究現(xiàn)狀

建筑信息模型又可以稱之為BIM技術(shù)，其能夠有效的對(duì)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及實(shí)際的運(yùn)營(yíng)過程中存在的確定的以及難以預(yù)見的問題進(jìn)行預(yù)測(cè)，減少工程設(shè)計(jì)過程中以及施工過程中存在的溝通障礙，并保證了重要信息的連貫性，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑工程全過程管理的目的。然而建筑信息模型發(fā)展初期，這項(xiàng)技術(shù)單單只有一些簡(jiǎn)單的理論研究，直到現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的普及程度越來越高，建筑行業(yè)才漸漸將此技術(shù)投入使用，且國(guó)內(nèi)外成功應(yīng)用了建筑信息模型的案例更是不在少數(shù)。

1.2 建筑信息模型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在實(shí)際應(yīng)用建筑信息模型時(shí)，應(yīng)遵循一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以便能夠在具體的工程建設(shè)中有條理的進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)工作，從而能夠在建筑信息模型的整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，使得數(shù)字化信息得到更為廣泛的傳播，確保不同軟件之間的信息共享以及交流溝通，有效提高建筑生產(chǎn)的工作效率。因而，為了能夠真正的實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)往信息化方向發(fā)展，務(wù)必要嚴(yán)格遵守相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

1.3 建筑信息模型的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

由于建筑信息模型技術(shù)在建模時(shí)不止是簡(jiǎn)單的呈現(xiàn)出點(diǎn)線的二維圖像，而是包含了較多的參數(shù)以及信息結(jié)構(gòu)不見三維信息模型。因而工程設(shè)計(jì)師在繪制工程設(shè)計(jì)圖時(shí)，為了能夠更明顯的將建筑工程的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來，比起傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，即CAD繪圖技術(shù)，或者是簡(jiǎn)單的3D模型軟件，更會(huì)選擇運(yùn)用建筑信息模型BIM軟件進(jìn)行建模，并在設(shè)計(jì)時(shí)不斷的對(duì)建筑的信息以及參數(shù)進(jìn)行添加、完善以及修改，最終呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)化的設(shè)計(jì)方式。

2 建筑信息模型在建筑一體協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 可視化設(shè)計(jì)

在工程設(shè)計(jì)的初始階段，采用建筑信息模型能夠建立起三維的實(shí)體模型，通過此模型能夠迅速的推算出建筑的體量，直觀的辨別出建筑物的造型以及建筑物的功能布局。一旦建筑工程結(jié)構(gòu)較大時(shí)，建筑物的內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)比較復(fù)雜，要想對(duì)其結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行模擬預(yù)演，則可以利用建筑信息模型技術(shù)所具有的可視化技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，對(duì)建筑物的適配性以及建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部所展現(xiàn)的形式進(jìn)行考察，從而篩選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)工程的施工圖紙時(shí)，為了能夠提高設(shè)計(jì)的速度，快速的對(duì)設(shè)計(jì)決策進(jìn)行變更，則可以利用建筑信息模型，以便能夠在較短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到工程設(shè)計(jì)中存在的錯(cuò)誤以及問題，并采取相應(yīng)的措施解決這些問題，減少工程設(shè)計(jì)建造的成本。

2.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)

2.2.1 參數(shù)化建模。社會(huì)不斷變化，大眾的審美也在不斷改進(jìn)，建筑設(shè)計(jì)也要隨之不斷變化，傳統(tǒng)建筑物的造型一般會(huì)使用較為復(fù)雜的自由曲面，或者按照地形直接建造，起伏較大，難以做好定位工作。利用建筑信息模型進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師在創(chuàng)建特定的結(jié)構(gòu)模型時(shí)可以利用定義參數(shù)跟參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行設(shè)定，并對(duì)參數(shù)之間的特定關(guān)系進(jìn)行規(guī)定，確保兩者能夠有一些關(guān)聯(lián)性，且建筑信息模型技術(shù)能夠?qū)@一關(guān)系進(jìn)行自動(dòng)的維護(hù)并約束。

2.2.2 多方案優(yōu)化設(shè)計(jì)。建筑工程項(xiàng)目在不斷得到推進(jìn)的同時(shí)，通常會(huì)根據(jù)具體的工程需求，探索出多個(gè)不同的工程設(shè)計(jì)方案，必要時(shí)可以用來備用。在對(duì)建筑模型的可視性以及建筑參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行分析時(shí)，可以適當(dāng)?shù)年P(guān)閉或者開啟一些設(shè)計(jì)選項(xiàng)。工程師則可以按照設(shè)計(jì)選項(xiàng)為客戶提供不同的設(shè)計(jì)方案，也可以根據(jù)客戶的喜好設(shè)計(jì)一個(gè)主要的設(shè)計(jì)方案。

2.2.3 創(chuàng)建結(jié)構(gòu)分析模型。建筑信息模型不但包含了建筑工程結(jié)構(gòu)的平面幾何信息以及物理信息，還能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。利用建筑信息模型軟件創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)時(shí)能夠自動(dòng)對(duì)模型進(jìn)行分析，建立起有限元的結(jié)構(gòu)信息模型，該結(jié)構(gòu)中蘊(yùn)含著較為豐富的信息參數(shù)。建筑信息模型所具有的檢測(cè)功能，不但能夠確保模型分析的合理性以及正確性，還能夠通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的分析，適時(shí)的對(duì)結(jié)構(gòu)的尺寸以及建筑材料進(jìn)行調(diào)整，使其能夠與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求相一致。

2.2.4 自動(dòng)出圖。建筑信息模型中圖紙作為視圖類型其中的一種，其主要包含平面、剖面、立面以及三維視圖等多種多樣的視圖。傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)圖中，一旦對(duì)工程設(shè)計(jì)圖發(fā)生了簡(jiǎn)單的變化，則需要手動(dòng)對(duì)土質(zhì)中大量的細(xì)節(jié)以及數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，涉及的設(shè)計(jì)程度不但復(fù)雜，且難以實(shí)施。然而建筑信息模型中的建筑圖紙以及建筑模型都跟數(shù)據(jù)庫(kù)相通，其中一項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)發(fā)生了變化，其他的也會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，不需要逐一對(duì)其進(jìn)行修改，這就大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)修改的程序，節(jié)省了大量的人力財(cái)力。

2.2.5 基于經(jīng)濟(jì)性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。建筑信息模型技術(shù)系統(tǒng)收集分析數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的能力都十分的強(qiáng)大，則可以按照設(shè)計(jì)師的具體需求添加必要的關(guān)鍵詞，并提取出有效的信息，比如建筑構(gòu)件的明細(xì)表之類的信息。此技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)能夠有效構(gòu)建高效率、高收益建筑結(jié)構(gòu)。

2.3 協(xié)同設(shè)計(jì)

建筑、結(jié)構(gòu)以及設(shè)備等不同的專業(yè)在相同的工作平臺(tái)下開展相關(guān)工作，并集體共享已經(jīng)設(shè)定好的項(xiàng)目中心文件，即是所謂的“協(xié)同設(shè)計(jì)”。專業(yè)不同的工作人員在各自使用建筑信息模型技術(shù)軟件建立跟自己專業(yè)有關(guān)的建筑信息模型后，與中心文件相互連接，完成同步設(shè)定工作后，自動(dòng)在中心文件中添加新創(chuàng)建的或者已經(jīng)修改好的信息。而此中心文件即是建筑信息模型，不同專業(yè)的工作人員都能夠通過此模型查看其他專業(yè)布置建筑部件的情況，以及查看其他相關(guān)的信息，最終能夠有效對(duì)信息進(jìn)行共享，并整體推進(jìn)設(shè)計(jì)工作。同時(shí)，建筑信息模型系統(tǒng)還能夠?qū)ε鲎策M(jìn)行檢查，亦或是與其他的專門檢查碰撞軟件的工具進(jìn)行連接，提供相應(yīng)的碰撞檢查功能。使用此技術(shù)能夠在第一時(shí)間內(nèi)檢查到錯(cuò)漏碰缺的部位，例如，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的布置、建筑洞口以及設(shè)備管線之間發(fā)生的碰撞進(jìn)行檢查，這樣能夠便于及時(shí)的為工程設(shè)計(jì)師提出有效的指導(dǎo)意見，極大的提高了結(jié)構(gòu)與建筑、設(shè)備之間的溝通效率，縮短了工程設(shè)計(jì)的周期，減少了不必要的資源浪費(fèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，現(xiàn)階段建筑形式越來越現(xiàn)代化，越來越多樣化，傳統(tǒng)的建筑方式已經(jīng)難以與之相適應(yīng)，因而可通過加大建筑信息模型技術(shù)的投入使用，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作效率，促進(jìn)建筑行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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