李尤偉 熊昕瑤

摘要：當(dāng)前我國(guó)的城市建設(shè)事業(yè)突飛猛進(jìn)，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，運(yùn)用BIM等先進(jìn)技術(shù)改善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要意義也日益凸顯。本文從闡述BIM技術(shù)的概念及其應(yīng)用價(jià)值入手，隨后對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的種種問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分析，最后在深入剖析問(wèn)題的基礎(chǔ)上，探索提出以BIM技術(shù)運(yùn)用來(lái)改善和提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的對(duì)策路徑。

關(guān)鍵詞：探析;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);BIM技術(shù);應(yīng)用

BIM技術(shù)即“Building Information Modeling”，中文為“建筑信息建模”，指以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)中建立虛擬的三維模型。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，在工程質(zhì)量與建設(shè)成本間矛盾日益突出的背景下，基礎(chǔ)沉降不均、結(jié)構(gòu)層裂縫滲水等建筑工程質(zhì)量問(wèn)題層出不窮。因此，在這種背景下，如何采用BIM技術(shù)來(lái)改善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使日益增長(zhǎng)的各類(lèi)建筑既能扮靚城市、又能牢固實(shí)用，成為城市建設(shè)領(lǐng)域及社會(huì)各界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[1]。

一、BIM技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用途徑

（一）提供強(qiáng)有力技術(shù)支撐，提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)效率

BIM技術(shù)將建筑工程數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成模型系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師如需對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整，只需修改局部?jī)?nèi)容，關(guān)聯(lián)內(nèi)容將自動(dòng)反饋到系統(tǒng)構(gòu)建中，大大減輕設(shè)計(jì)圖紙修改工作量，改變建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)建多個(gè)分散模型、“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的狀況，有效提高設(shè)計(jì)師工作效率，極大適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)建筑工程數(shù)量、規(guī)模急劇增長(zhǎng)的客觀形勢(shì)。

（二）促進(jìn)有關(guān)部門(mén)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，推動(dòng)決策者精準(zhǔn)施策

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及力學(xué)、市政學(xué)及建筑美學(xué)，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，如按照各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員獨(dú)立設(shè)計(jì)再進(jìn)行匯總的工作思路，由于缺乏必要的設(shè)計(jì)信息溝通，就會(huì)造成諸多“信息斷層”和“信息孤島”，增加返工風(fēng)險(xiǎn)。BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程海量信息的集中儲(chǔ)存和處理要求，可以促使各參與方進(jìn)行信息交流和共享，大幅提升設(shè)計(jì)過(guò)程中效率和協(xié)調(diào)性。

（三）實(shí)現(xiàn)可視化模擬，有效對(duì)接施工管理需求

BIM信息模型直觀可視，便于進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)施工階段的可視化模擬，通過(guò)建筑模型的立體效果對(duì)建筑模型中的每個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)了解，由此有助于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員向施工人員的可視化設(shè)計(jì)交底，在方案敲定過(guò)程中，設(shè)計(jì)、施工人員可以直接對(duì)接工程施工難點(diǎn)、重點(diǎn)所在，分析和模擬建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性，優(yōu)化方案設(shè)計(jì)[2]。

二、BIM技術(shù)應(yīng)用背景下，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平現(xiàn)狀問(wèn)題綜述

（一）重視程度不高，以先進(jìn)技術(shù)提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的意識(shí)不足

對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)案例，在我國(guó)BIM技術(shù)應(yīng)用尚處新興領(lǐng)域，BIM技術(shù)應(yīng)用的重大意義仍沒(méi)有得到清晰認(rèn)識(shí)。同時(shí)，由于BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)硬件設(shè)備、處理軟件等方面要求較高，需投入大量資金用于機(jī)房改造、硬件升級(jí)、軟件開(kāi)發(fā)和采購(gòu)，BIM信息模型的應(yīng)用收益也相對(duì)滯后，由此造成在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)決策者普遍存在認(rèn)識(shí)不足、意識(shí)不強(qiáng)、動(dòng)力欠缺的問(wèn)題，資金投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這些問(wèn)題成為制約BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

（二）設(shè)計(jì)人員水準(zhǔn)較低，難以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展要求

BIM技術(shù)是一項(xiàng)使用要求高、培訓(xùn)難度大的工作，尤其在缺乏本土化應(yīng)用軟件條件下，BIM技術(shù)應(yīng)用給設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)帶來(lái)了較大挑戰(zhàn)，要求其不僅熟練掌握建筑結(jié)構(gòu)方面知識(shí)，還要具備一定的計(jì)算機(jī)軟件操作及編程能力。在大多數(shù)建筑項(xiàng)目工期緊張的情況下，這種由BIM技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用帶來(lái)的時(shí)間成本，會(huì)不可避免地會(huì)影響到建筑建設(shè)相關(guān)環(huán)節(jié)上的諸多部門(mén)利益，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員既無(wú)能力、也無(wú)動(dòng)力在短時(shí)間內(nèi)提高BIM技術(shù)應(yīng)用水平，而這也是技術(shù)運(yùn)用舉步維艱、相關(guān)軟件難以本土化的重要原因。

（三）統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制尚不完善，BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)難以有效獲取

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括對(duì)建筑抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基情況及承載力、市政管道布局方方面面的考慮，須統(tǒng)籌協(xié)調(diào)模型構(gòu)建，統(tǒng)籌土建、機(jī)電等專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員。但從我國(guó)目前實(shí)踐情況來(lái)看，絕大多數(shù)企業(yè)依然沿用憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行信息管理的工作模式，難以實(shí)現(xiàn)各方的信息共享，BIM技術(shù)應(yīng)用中信息數(shù)據(jù)來(lái)源不實(shí)或信息量不足等問(wèn)題頻發(fā)，使BIM技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的促進(jìn)作用大打折扣。

三、改善BIM技術(shù)運(yùn)用、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的對(duì)策措施

（1）提高重視程度，加大扶持力度，為BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)保障。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)深切認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)運(yùn)用對(duì)企業(yè)發(fā)展的重要意義，把“組建BIM技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，加大相關(guān)硬件設(shè)施投入”作為企業(yè)生存發(fā)展的頭等大事。結(jié)合自身發(fā)展實(shí)際，通過(guò)扎實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，進(jìn)行BIM技術(shù)數(shù)據(jù)采集、建筑工程信息體系架構(gòu)。另外，政府和領(lǐng)域內(nèi)行會(huì)組織還可設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)資金，激勵(lì)行業(yè)技術(shù)人員探索BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)信息模型構(gòu)建、軟件本土化等方面進(jìn)行創(chuàng)新，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員破解后顧之憂(yōu)。

（2）提高設(shè)計(jì)人員工作水平，為BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供人才儲(chǔ)備。建筑設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行包括BIM技術(shù)軟件操作等方面必要的技能培訓(xùn)，增加人才供應(yīng)，有效提升BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量。探索建立BIM技術(shù)人才培養(yǎng)的綜合考核評(píng)價(jià)機(jī)制，組建企業(yè)所屬的BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)，從簡(jiǎn)單的小項(xiàng)目開(kāi)始，逐步積累經(jīng)驗(yàn)，實(shí)形成BIM技術(shù)應(yīng)用的長(zhǎng)效制度保障。

（3）完善統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，暢通BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的路徑。企業(yè)決策層應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)水、電、熱、氣等多個(gè)設(shè)計(jì)部，確保BIM模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提供，便于構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息模型。結(jié)合工程實(shí)際，分析建筑結(jié)構(gòu)是否會(huì)阻止水暖施工、土木施工、裝飾施工等，充分暴露后期施工有可能遇到的避讓、架坡等問(wèn)題，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化效率，有效減少或杜絕由結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來(lái)的工期延誤。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有十分重要的意義，面臨重視程度不高、專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員工作能力不強(qiáng)等諸多困境，需政府、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)多方協(xié)作，形成工作合力，提高重視程度、設(shè)計(jì)人員工作水平，完善統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制和相關(guān)法律法規(guī)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)保障、人才儲(chǔ)備、扎實(shí)依據(jù)，有效促進(jìn)城市建設(shè)事業(yè)獲得長(zhǎng)足發(fā)展。

（作者單位：江西科技學(xué)院土木工程學(xué)院）

參考文獻(xiàn)

[1]翟傳彬.淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析[J].工程技術(shù)：全文版，2016（28）：00024-00024.

[2]金曉東.淺析BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2017（15）：131-131.