周亞?wèn)|,石桂菊

ZHOU Ya-dong, SHI Gui-ju

(濟(jì)寧大嘉工程造價(jià)咨詢有限公司)

(Jinan Dajia Engineering Cost Consulting Co.,Ltd.)

1　引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)各方面對(duì)于建筑工程的開展需求也在不斷增加，而在這樣的背景之下，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性也就更為重要。為了進(jìn)一步的提升這一工作的開展成效，越來(lái)越多的新型技術(shù)被應(yīng)用到了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中來(lái)，BIM技術(shù)就是其中之一。這一技術(shù)的應(yīng)用將能為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作帶來(lái)設(shè)計(jì)圖紙可修改、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息化、工程設(shè)計(jì)一體化等優(yōu)勢(shì)。

2　BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

首先，對(duì)于BIM技術(shù)的定義來(lái)說(shuō)，這一技術(shù)主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立數(shù)字化模型，進(jìn)而針對(duì)項(xiàng)目招投標(biāo)、工程設(shè)計(jì)、工程施工以及最后的運(yùn)維工作等進(jìn)行輔助[1]。其次，BIM技術(shù)是建立在三維的數(shù)字化技術(shù)之上的，這一技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程實(shí)際上也就是針對(duì)建筑實(shí)體結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化定義的過(guò)程。最后，從BIM模型的特性上來(lái)說(shuō)，BIM模型可以被視作一個(gè)能夠表示參數(shù)和功能特性的數(shù)據(jù)庫(kù)[2]。

數(shù)字化城市建設(shè)是我國(guó)建筑技術(shù)發(fā)展的主要任務(wù)與核心目標(biāo)，而BIM技術(shù)的應(yīng)用則能保證這一工作更好的展開，并在此基礎(chǔ)上達(dá)到國(guó)家及社會(huì)對(duì)于建筑工程的要求。針對(duì)現(xiàn)階段狀況來(lái)說(shuō)，隨著國(guó)家對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用重視程度的提升，我國(guó)也有了越來(lái)越多的成功應(yīng)用案例，例如：水立方、上海中心大廈等。

3　BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中所起到的作用

3.1　設(shè)計(jì)圖紙可修改

想要保證建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的完善性，設(shè)計(jì)人員必須能結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求不斷的對(duì)圖紙進(jìn)行修改和改進(jìn)[3]，在這一過(guò)程中，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用意味著圖紙的每一次修改都需要對(duì)相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)參數(shù)重新進(jìn)行計(jì)算，這樣的特點(diǎn)將大大影響建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的整體效率。對(duì)于BIM技術(shù)來(lái)說(shuō)，由于這一技術(shù)的應(yīng)用是在建筑模型的基礎(chǔ)上展開的，當(dāng)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)圖紙中的某一點(diǎn)進(jìn)行修改時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)的完成其他相應(yīng)參數(shù)的計(jì)算和修改。結(jié)合這樣的特點(diǎn)，不但建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作的效率能得到提升，設(shè)計(jì)人員也可以更好的通過(guò)不同參數(shù)圖紙之間的對(duì)比來(lái)確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

3.2　設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息化

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作展開的過(guò)程中將涉及到大量的數(shù)據(jù)和信息，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用將導(dǎo)致數(shù)據(jù)查找所消耗的時(shí)間大幅上升，這樣的狀況很有可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)質(zhì)量的下降。同時(shí)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用意味著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作展開過(guò)程中所涉及到的數(shù)據(jù)將需要人工進(jìn)行記錄和輸入，這樣的數(shù)據(jù)處理方式是非常容易出現(xiàn)誤差的，進(jìn)而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性降低。相比于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)中存在的缺陷，由于BIM技術(shù)是在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，這一技術(shù)的核心就是信息[4]，因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以將BIM技術(shù)模型視作整體工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)人員只需要通過(guò)這一數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息查找即可，以此來(lái)提升數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性。

3.3　工程設(shè)計(jì)一體化

通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)方案將能在對(duì)建筑外觀進(jìn)行展示的基礎(chǔ)上同步的對(duì)建筑工程的光源、熱能傳導(dǎo)以及材質(zhì)屬性等進(jìn)行說(shuō)明，也就是說(shuō)，BIM模型將能全面的對(duì)建筑工程進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。在這樣的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員除了在安全性上對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行考量之外，還能同時(shí)通過(guò)舒適性、光源、節(jié)能等多個(gè)角度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。從另一方面來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)除了能提供平面圖紙之外，還能進(jìn)一步的完成對(duì)整個(gè)建筑模型的渲染處理，進(jìn)而達(dá)到出圖、計(jì)算、渲染等環(huán)節(jié)的一體化。

3.4　工程模型三維化

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)屬于一種三維技術(shù)，而通過(guò)建筑模型的三維展示，設(shè)計(jì)人員將能更好的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)各部分之間的情況進(jìn)行觀察，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行改良。顯然，這樣的特性能極大程度的避免實(shí)際施工過(guò)程中因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不良而出現(xiàn)的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，為了更好的保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的完善性，設(shè)計(jì)人員可以著重對(duì)暖管通道、墻體梁板等結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

4　BIM技術(shù)應(yīng)用策略

4.1　建筑結(jié)構(gòu)與場(chǎng)地分析

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員除了要針對(duì)客戶需求以及安全性等因素進(jìn)行考量之外，還應(yīng)進(jìn)一步的結(jié)合建筑工程所在地的特點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善。建筑工程所處場(chǎng)地的地質(zhì)環(huán)境、水文狀況等都會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)來(lái)解決這樣的問(wèn)題。通過(guò)BIM技術(shù)與地理信息系統(tǒng)的有效結(jié)合，建筑工程所在場(chǎng)地的特點(diǎn)將能得到全面的模擬，設(shè)計(jì)人員在模擬環(huán)境下對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案自然能夠滿足建筑場(chǎng)地對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的要求，進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

4.2　建筑結(jié)構(gòu)性能分析

建筑結(jié)構(gòu)的性能主要是指抗震性、牢固性等，而在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須保證能將建筑各個(gè)部分有機(jī)的組合起來(lái)，形成一個(gè)互相支撐的整體，以此來(lái)保證建筑結(jié)構(gòu)在性能上能達(dá)到用戶的需求。對(duì)于這樣的需求來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合BIM技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在性能上的表現(xiàn)進(jìn)行分析。在實(shí)際的工作過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以將BIM模型相關(guān)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入性能分析軟件之中，并通過(guò)這一軟件來(lái)迅速的完成分析過(guò)程。相比于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這樣的方式能夠大幅降低建筑結(jié)構(gòu)性能分析過(guò)程中所消耗的人力物力，同時(shí)也避免了大量數(shù)據(jù)計(jì)算可能產(chǎn)生的誤差。

4.3　建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同

結(jié)合上文中的內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到的數(shù)據(jù)是需要不斷的進(jìn)行交流和共享的，而由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)中共享機(jī)制并不健全，過(guò)程中就很有可能因?yàn)閿?shù)據(jù)不同步而導(dǎo)致問(wèn)題的產(chǎn)生。對(duì)于BIM技術(shù)來(lái)說(shuō)，這一技術(shù)能夠通過(guò)中間數(shù)據(jù)文件來(lái)完成異地不同設(shè)計(jì)軟件工作時(shí)需要的數(shù)據(jù)和信息上的交流共享。同時(shí)，通過(guò)中性數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，不同專業(yè)之間將能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與共享。一個(gè)完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案需要水暖、土建、裝飾等多個(gè)專業(yè)協(xié)同的進(jìn)行工作，而這一過(guò)程中必然會(huì)涉及到數(shù)據(jù)的傳遞與共享問(wèn)題，通過(guò)中性數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所涉及到的數(shù)據(jù)將能以統(tǒng)一的格式在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行傳輸，進(jìn)而保證不同專業(yè)間協(xié)同工作的效率。

4.4　鋼結(jié)構(gòu)建模

在建筑工程不斷向著大跨度、大空間發(fā)展的趨勢(shì)之下，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也隨之越來(lái)越廣，而BIM技術(shù)的應(yīng)用則能進(jìn)一步保證這一結(jié)構(gòu)在建筑工程中能有效的發(fā)揮自身作用，并在此基礎(chǔ)上確保這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用的安全性。鋼結(jié)構(gòu)是通過(guò)梁柱連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而不同的連接方式在結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)出的特性也有所不同，這樣的特點(diǎn)也進(jìn)一步的為建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)增加了難度。在實(shí)際的工作過(guò)程中，BIM技術(shù)可以通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)梁高度的計(jì)算來(lái)針對(duì)性的對(duì)所有連接件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行參數(shù)化處理。對(duì)于參數(shù)的調(diào)整，設(shè)計(jì)人員可以借助BIM技術(shù)的參數(shù)共享功能來(lái)完成對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中螺栓等連接件數(shù)量和間距的控制。

5　結(jié)語(yǔ)

在對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，這一技術(shù)在建筑工程與場(chǎng)地分析、建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同、建筑結(jié)構(gòu)性能分析、鋼結(jié)構(gòu)建模等四方面中的應(yīng)用方法進(jìn)行了論述。總的來(lái)說(shuō)，我們?nèi)詰?yīng)持續(xù)的對(duì)這一技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用進(jìn)行研究，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)方案的完善性。

[1]皮丹.基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J].山西建筑,2017,(16).

[2]張權(quán),文兵.基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].建筑技術(shù)開發(fā),2017,(20).

[3]王耀銳.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].魅力中國(guó),2017,(51).

[4]王鳳起.BIM技術(shù)應(yīng)用發(fā)展研究報(bào)告[J].建筑技術(shù),2017,(11).