王永勝，李永才，孫立環(huán)

（東營筑城建筑設(shè)計(jì)有限公司，山東 東營 257000）

隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，當(dāng)前人們已經(jīng)不再滿足于傳統(tǒng)的建筑所提供的服務(wù)與功能，越來越多新的需求也推動著建筑工程行業(yè)的進(jìn)步。在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合當(dāng)前新科技與新技術(shù)，將電子信息技術(shù)融入建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前建筑工程施工行業(yè)所面臨的主要問題之一，而BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的使用在很大程度上就能幫助解決當(dāng)前建筑工程行業(yè)所面臨的這些實(shí)際問題。

1 BIM技術(shù)概述

電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展帶來了時代的變化，電子信息技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)相互結(jié)合也逐漸衍生出一些新的科技與技術(shù)，BIM技術(shù)就是在電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)之上，將建筑工程通過信息化的數(shù)據(jù)加以表現(xiàn)的一種新的建筑工程領(lǐng)域的技術(shù)方法。BIM技術(shù)是基于電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)之上的，致力于構(gòu)建工程施工中可視化以及量化的一種工程技術(shù)。BIM技術(shù)相關(guān)概念起源于美國，我國對于BIM技術(shù)的起步較晚，相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和信息庫等還不夠完善，導(dǎo)致BIM技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中受到較多的限制。將BIM技術(shù)應(yīng)用于當(dāng)前的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，能夠更好地幫助推廣BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)變。

BIM技術(shù)是一種數(shù)據(jù)化的精細(xì)管理技術(shù)，也是一種數(shù)據(jù)信息模型。BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的各種建筑施工、交通工程、礦山采集等各個領(lǐng)域之中，其在建筑工程施工中的應(yīng)用尤為普遍。BIM技術(shù)在實(shí)際的使用過程中，需要將工程中的一些具體的項(xiàng)目數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行輸入，在此基礎(chǔ)上就可以對這些建筑工程的信息進(jìn)行有效的模擬，將實(shí)際工程施工中可能出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行有效的模擬。這樣就能夠在很大程度上幫助排除一些施工中可能存在的問題，也有助于直觀地看到整體建筑工程項(xiàng)目中的不足，有助于合理有效地降低工程施工項(xiàng)目的成本投入，保障建筑項(xiàng)目的質(zhì)量與工期。

2 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義以及主要功能

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)生，對于建筑工程行業(yè)帶來了十分良好的影響和意義。在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對于提升設(shè)計(jì)科學(xué)性和有效性有著十分重要的意義。

2.1 BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性

眾所周知，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，將傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)從二維平面延伸到了三維立體之中。并且，BIM技術(shù)的可視化能夠在很大程度上幫助全方位地進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的觀察，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。對于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些缺陷和不足之處，也可以通過BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的模擬，從而及時發(fā)現(xiàn)問題，提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性。

2.2 BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的功能

BIM技術(shù)在當(dāng)前的建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著諸多實(shí)際的應(yīng)用功能，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）BIM技術(shù)有著設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息化功能。BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)信息化功能可以建立大規(guī)模的信息庫，將相關(guān)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息進(jìn)行梳理和歸納，這樣就可以在很大程度上提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率。（2）BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中可以實(shí)現(xiàn)建筑工程設(shè)計(jì)的實(shí)時修改，修改后的圖紙上也會保留修改的痕跡以及相關(guān)記錄，進(jìn)而給后續(xù)的設(shè)計(jì)工作提供正確的方向，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。

2.3 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用必要性分析

隨著當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，對于建筑工程的設(shè)計(jì)、施工等都有了更高的要求。而建筑工程的設(shè)計(jì)在很大程度上會影響后續(xù)建筑工程施工的建筑安全與施工投入。為了能夠更好地對整體建筑工程進(jìn)行質(zhì)量控制，就需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)利用BIM技術(shù)的支持，建立三維動態(tài)的建筑施工模擬系統(tǒng)。將設(shè)計(jì)圖紙中與模擬數(shù)據(jù)中的建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和分析，并結(jié)合其誤差完成設(shè)計(jì)合理性、可行性、科學(xué)性的判斷。

3 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)

3.1 參數(shù)的復(fù)雜性

將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要BIM系統(tǒng)的正常工作。利用數(shù)字信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息的集成和反饋，并根據(jù)用戶要求完成動態(tài)施工圖和結(jié)構(gòu)模型。因此，在實(shí)際使用過程中，設(shè)計(jì)人員首先要考慮BIM技術(shù)的安全性，其次是整體真實(shí)性，但由于參數(shù)的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中缺乏全面的考慮，尤其是建筑材料的荷載問題，這也將對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大的影響。

3.2 物理模式和分析模型缺乏關(guān)聯(lián)性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用BIM技術(shù)建立模型，基本上是物理模型和建筑結(jié)構(gòu)分析模型。因此，為了保證物理模型與分析模型之間的連接和無縫連接，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要采用完全柔性的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。但是，如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個模型沒有采用規(guī)范的施工方法，模型就不符合相關(guān)規(guī)范的要求。BIM系統(tǒng)在運(yùn)行中會丟失大量數(shù)據(jù)，導(dǎo)致建筑模型不完整，無法應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析。

4 BIM技術(shù)下的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程

結(jié)合當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目的施工現(xiàn)狀來看，建筑工程的施工設(shè)計(jì)是其中一個十分重要并且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)往往是在圖紙上的二維模型展示以及CAD軟件上的較為簡單的設(shè)計(jì)模型。但是，隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，其在建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有了更加突出的表現(xiàn)：（1）BIM技術(shù)的實(shí)時共享的數(shù)據(jù)與信息，能夠在很大程度上促進(jìn)建筑工程項(xiàng)目中各部門之間的信息交流，在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初期，就可以降低由于信息數(shù)據(jù)等問題而產(chǎn)生的失誤。（2）運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作優(yōu)化，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)工作人員可以利用三維的數(shù)據(jù)模型來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)工作，將設(shè)計(jì)進(jìn)行一步步的優(yōu)化。（3）運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。通過在建筑的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中融入BIM技術(shù)的使用，可以幫助相應(yīng)的工作人員更好的進(jìn)行工種交又、錯漏項(xiàng)等問題的解決，提升建筑工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

5 BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，能夠在項(xiàng)目前期的勘探、設(shè)計(jì)建模以及室內(nèi)的設(shè)計(jì)上加以應(yīng)用。

5.1 BIM技術(shù)在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)勘探環(huán)節(jié)的應(yīng)用

在建筑工程項(xiàng)目中，建筑工程的前期準(zhǔn)備工作是十分必要的，尤其是在前期的勘探環(huán)節(jié)，對于后續(xù)建筑工程的設(shè)計(jì)有著十分重要的影響。在此環(huán)節(jié)之中，可以充分利用BIM技術(shù)中的可視化的功能，對于建筑施工現(xiàn)場的地形與環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的勘探，掌握相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。在此基礎(chǔ)之上，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員可以更好地掌握建筑施工現(xiàn)場的情況，從而提升建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

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

在結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)中，可以充分利用BIM技術(shù)中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)功能，將建筑工程結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行實(shí)時更新，并且建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)共享的機(jī)制。通過信息共享，可以更好地優(yōu)化內(nèi)部的溝通，并且可以及時發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的問題，最大程度上減少具體施工過程存在的各種隱患。

5.3 BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與規(guī)劃中的應(yīng)用

結(jié)合實(shí)際的建筑工程施工的情況來看，建筑工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不僅需要考慮整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時還需要結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行內(nèi)部的布局和設(shè)計(jì)。通過BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與規(guī)劃中的使用，可以更加直觀地將空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果展現(xiàn)出來。

5.4 BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)主要是利用建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理進(jìn)行建筑周邊自然資源的應(yīng)用。當(dāng)前的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要包括了室內(nèi)采光的設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。利用BIM技術(shù)的信息數(shù)據(jù)庫以及可視化的動態(tài)呈現(xiàn)，可以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，就充分地將自然環(huán)境與房屋建筑進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。在室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計(jì)中，室內(nèi)通風(fēng)往往受到建筑本身的結(jié)構(gòu)、朝向以及周圍的環(huán)境影響較大，通過BIM技術(shù)就可以對于建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的模擬，從而提升對于周圍環(huán)境的利用率。建筑的采光一直都是一個十分重要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在BIM技術(shù)的支持下，設(shè)計(jì)人員可以在系統(tǒng)中輸入建筑周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r、氣候條件，完成件數(shù)參數(shù)值的設(shè)置，最終獲取最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與比例，從而提升整體建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量與水平，有助于構(gòu)建人與自然的和諧社會。

6 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)建筑工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)模式，極大地提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量，BIM技術(shù)的可視化功能以及實(shí)時動態(tài)的功能幫助建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加地科學(xué)與合理。通過在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用BIM技術(shù)，對于建筑周邊的信息數(shù)據(jù)掌握更加明確，有助于建筑工程項(xiàng)目的內(nèi)部溝通，從整體上提升了建筑工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與施工水平。