崔海峰

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的BIM技術(shù)有了很大進展，并在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計行業(yè)，可以構(gòu)建更加高效、科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)模型，提升建筑工程的設(shè)計質(zhì)量，確保建筑施工更加安全高效，有效提高建筑施工效率。基于此，文章首先介紹了BIM技術(shù)的實現(xiàn)功能，接著介紹了BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的作用，最后從建筑結(jié)構(gòu)方面、建筑結(jié)構(gòu)性能方面、建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)方面就BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用作進一步探討，以期為提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量提供有益參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;建筑模型

近年來，建筑行業(yè)可謂如日中天，不但消費人群成倍增長，各種新型的工程管理技術(shù)、設(shè)備、理念也不斷涌現(xiàn)，這些都是當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展的重要元素。BIM技術(shù)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展前期就已經(jīng)出現(xiàn)并在西方國家廣泛應(yīng)用，很大程度上帶動了西方經(jīng)濟的發(fā)展。我國應(yīng)用BIM技術(shù)相對較晚，但是其所帶來的影響非常明顯，加之我國目前的生態(tài)環(huán)境狀況及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中推廣與應(yīng)用是非常有必要的。

1、BIM技術(shù)定義

BIM技術(shù)暫時仍未有統(tǒng)一的定義，BIM技術(shù)利用三維模型對工程項目進行設(shè)計、施工、運營等活動進行管理。BIM技術(shù)依托現(xiàn)代3D數(shù)字化信息技術(shù)，對工程項目不同階段的信息進行集成，實現(xiàn)項目工程特性、設(shè)施實體的數(shù)字化表述。

2、目前BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

BIM技術(shù)雖然已經(jīng)運用到我國建筑領(lǐng)域當(dāng)中，具有廣闊的發(fā)展空間，但是這些都是體現(xiàn)在表面層次的。該項技術(shù)發(fā)展依然存在不少問題，例如國內(nèi)企業(yè)使用的建筑模型數(shù)據(jù)并不統(tǒng)一，就容易在施工中造成模型重復(fù)和浪費。但是各個企業(yè)為了自己的利益，很難達成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。另一方面就是BIM技術(shù)的理念在我國并沒有普及，依然是在小范圍內(nèi)使用，不少設(shè)計人員對BIM技術(shù)的認(rèn)識就是軟件建模這個狹隘的概念，而沒有深入理解其應(yīng)用。與其說BIM是一項技術(shù)，其實倒不如說是一項設(shè)計理念，其要求是所有的參加人員都能基于統(tǒng)一的建筑模型，但是在現(xiàn)階段我國建筑工程中還沒有做到統(tǒng)一，各個環(huán)節(jié)之間沒有明確的模型交互數(shù)據(jù)，容易產(chǎn)生多次返工返修，從而導(dǎo)致工期延長。

3、BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

3.1建筑結(jié)構(gòu)分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有系統(tǒng)性與科學(xué)性，其內(nèi)容不僅包括建筑主體設(shè)計，還包括對與施工項目相關(guān)的地質(zhì)、水文條件的分析與研究。建筑結(jié)構(gòu)主體是否穩(wěn)固、安全，在很大程度上取決于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是否合理，而建筑結(jié)構(gòu)主體的穩(wěn)定性與安全性會直接影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性能。此外，建筑施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件也會對建筑結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生較大影響。為保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性、合理性，可以應(yīng)用BIM技術(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)與施工場地分析，利用動態(tài)信息分析建筑結(jié)構(gòu)在客觀環(huán)境中的應(yīng)力表現(xiàn)，通過全面分析潛在的風(fēng)險及其可能造成的負(fù)面影響，及時對建筑結(jié)構(gòu)進行重新規(guī)劃。同時，在建筑結(jié)構(gòu)與場地分析中應(yīng)用BIM技術(shù)，應(yīng)站在建筑項目長久使用的角度上，對建筑結(jié)構(gòu)與建筑場地加以全方位的分析，并提出切實可行的建議，從而為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)造更好的條件。

3.2 BIM技術(shù)在圖紙設(shè)計中的應(yīng)用

BIM技術(shù)的實現(xiàn)是基于3D圖形設(shè)計的基礎(chǔ)上的，因此可以全方位地評價分析三維數(shù)據(jù)對建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響，為后續(xù)的數(shù)據(jù)調(diào)整提供依據(jù)。而在以往的圖紙設(shè)計中，如需要改動某一部分，需充分考慮最初的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求及整體建筑結(jié)構(gòu)是否受到影響，在此基礎(chǔ)上實施改動，但對設(shè)計方案進行多次修改會影響建筑施工的成本，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計還可能逐漸偏離正軌。BIM技術(shù)在圖紙設(shè)計中的應(yīng)用并不會出現(xiàn)這些問題，設(shè)計人員只需在系統(tǒng)中錄入相關(guān)參數(shù)并確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計目的就能獲取圖紙修改建議。經(jīng)BIM技術(shù)優(yōu)化后的圖紙施工難度也會有所降低，為后期建筑的施工帶來極大便利。

3.3對建筑空間進行規(guī)劃

建筑空間規(guī)劃在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要及時進行關(guān)注，這也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的初始環(huán)節(jié)。在建設(shè)區(qū)域確定后，設(shè)計人員要對該區(qū)域進行空間規(guī)劃，若該區(qū)域的地形狀況較為復(fù)雜，需要開展較為深入的空間規(guī)劃分析。借助BIM技術(shù)對建設(shè)區(qū)域進行空間規(guī)劃，分析建筑區(qū)域的坡向、坡高、斜率等參數(shù)，針對復(fù)雜地形建筑空間，提供有效的設(shè)計技術(shù)支持，進而開闊設(shè)計人員思路。通過GIS技術(shù)進行坡度分析，建立相關(guān)BIM模型，對各類參數(shù)進行模擬，設(shè)計人員通過模型對施工區(qū)域進行全方位、多角度的研究，獲取大量基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，為后續(xù)正式的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、空間規(guī)劃工作提供詳實資料。在建設(shè)區(qū)域地形分析工作完成后，設(shè)計人員即可開展空間規(guī)劃工作。另外，通過BIM技術(shù)還可以在建筑內(nèi)部進行視野分析、可視度分析，類似于坡度分析，設(shè)計人員建立相應(yīng)模型實現(xiàn)對各項功能的分析、調(diào)試，綜合多種因素，最終確定三維空間規(guī)劃實際情況。

3.4在綠色設(shè)計中的應(yīng)用

綠色設(shè)計是目前建筑設(shè)計活動當(dāng)中所提倡的理念，也符合目前消費者所追求的低碳消費，而綠色設(shè)計的難度也是比較高的，設(shè)計過程當(dāng)中的影響因素也比較多。在設(shè)計活動當(dāng)中，設(shè)計者可以充分利用BIM技術(shù)，對建筑物的節(jié)能性能進行全方面的研究和開采，尤其是在建筑物采光、通風(fēng)以及日照等方面，在這個過程當(dāng)中必須要結(jié)合人體對于環(huán)境舒適度的數(shù)據(jù)，要從人體最佳體驗感出發(fā)。比如在屋頂設(shè)計活動當(dāng)中，可以充分利用保溫、蓄熱系數(shù)比較大、隔熱效果明顯的材料，在冬季提高室內(nèi)的溫度，在夏季可以很好的隔離外界的熱度。通過提高建筑物這方面的信賴，讓人體減少對各種電氣設(shè)備的依賴。綠色設(shè)計是未來設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中必然的發(fā)展趨勢，因此，設(shè)計者應(yīng)該不斷深入這方面的研究，從保護自然環(huán)境的角度出發(fā)。

3.5建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)分析

為確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合實際施工條件，并可以與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計以外的其他工程項目良好配合，在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，必須加強建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)分析。為此，需要利用BIM技術(shù)，以建筑工程的相關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù)，構(gòu)建施工項目模型，并把建筑結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入模型中，對建筑項目模型進行更新，判斷建筑結(jié)構(gòu)是否會對土木施工、水電暖施工、裝飾施工等造成阻礙，并提出優(yōu)化建議，從而使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理。此外，為提升BIM技術(shù)的使用效果，在應(yīng)用BIM技術(shù)對具體的建筑項目進行協(xié)調(diào)分析時，應(yīng)做到如下兩點：一是對于不同地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要選擇合適的軟件來開展建筑項目模型設(shè)計，從而保障數(shù)據(jù)模型的有效性;二是根據(jù)建筑項目的實際情況構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)庫，保障專業(yè)設(shè)計人員與技術(shù)人員可進行良好的交流、溝通。

結(jié)語：

綜上所述，人們對建筑質(zhì)量、舒適性的要求越來越高。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)用BIM技術(shù)能夠提升設(shè)計質(zhì)量，實現(xiàn)建筑行業(yè)數(shù)字化、信息化發(fā)展。設(shè)計人員需要充分了解BIM技術(shù)，關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，促進BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域中獲得更多、更深入的應(yīng)用，保證建筑設(shè)計工作的整體性，同時具有更高的科學(xué)性、藝術(shù)性。

參考文獻：

[1]王棟磊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用探析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019（1）：65.

（作者單位：大連普達建設(shè)工程有限公司）