BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究

李尤偉 熊昕瑤

摘要：當(dāng)前我國的城市建設(shè)事業(yè)突飛猛進(jìn)，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為工程建設(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)用價值入手，隨后對BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中出現(xiàn)的種種問題進(jìn)行總結(jié)分析，最后在深入剖析問題的基礎(chǔ)上，探索提出以BIM技術(shù)運(yùn)用來改善和提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的對策路徑。

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

BIM技術(shù)即“Building Information Modeling”，中文為“建筑信息建?！?，指以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，在計算機(jī)中建立虛擬的三維模型。近年來，隨著社會經(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)量問題層出不窮。因此，在這種背景下，如何采用BIM技術(shù)來改善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，使日益增長的各類建筑既能扮靚城市、又能牢固實用，成為城市建設(shè)領(lǐng)域及社會各界廣泛關(guān)注的熱點問題[1]。

一、BIM技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用途徑

（一）提供強(qiáng)有力技術(shù)支撐，提高圖紙設(shè)計效率

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)計師如需對建設(shè)項目進(jìn)行調(diào)整，只需修改局部內(nèi)容，關(guān)聯(lián)內(nèi)容將自動反饋到系統(tǒng)構(gòu)建中，大大減輕設(shè)計圖紙修改工作量，改變建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)建多個分散模型、“牽一發(fā)而動全身”的狀況，有效提高設(shè)計師工作效率，極大適應(yīng)當(dāng)前我國建筑工程數(shù)量、規(guī)模急劇增長的客觀形勢。

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

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

（三）實現(xiàn)可視化模擬，有效對接施工管理需求

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，通過建筑模型的立體效果對建筑模型中的每個部分進(jìn)行詳細(xì)了解，由此有助于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員向施工人員的可視化設(shè)計交底，在方案敲定過程中，設(shè)計、施工人員可以直接對接工程施工難點、重點所在，分析和模擬建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性，優(yōu)化方案設(shè)計[2]。

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

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

對標(biāo)國際先進(jìn)案例，在我國BIM技術(shù)應(yīng)用尚處新興領(lǐng)域，BIM技術(shù)應(yīng)用的重大意義仍沒有得到清晰認(rèn)識。同時，由于BIM技術(shù)的應(yīng)用對硬件設(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、軟件開發(fā)和采購，BIM信息模型的應(yīng)用收益也相對滯后，由此造成在實際工作中，設(shè)計機(jī)構(gòu)決策者普遍存在認(rèn)識不足、意識不強(qiáng)、動力欠缺的問題，資金投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這些問題成為制約BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

（二）設(shè)計人員水準(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)計人員的專業(yè)素質(zhì)帶來了較大挑戰(zhàn)，要求其不僅熟練掌握建筑結(jié)構(gòu)方面知識，還要具備一定的計算機(jī)軟件操作及編程能力。在大多數(shù)建筑項目工期緊張的情況下，這種由BIM技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用帶來的時間成本，會不可避免地會影響到建筑建設(shè)相關(guān)環(huán)節(jié)上的諸多部門利益，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員既無能力、也無動力在短時間內(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)計包括對建筑抗震等級、人防等級、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)電等專業(yè)設(shè)計人員。但從我國目前實踐情況來看，絕大多數(shù)企業(yè)依然沿用憑經(jīng)驗進(jìn)行信息管理的工作模式，難以實現(xiàn)各方的信息共享，BIM技術(shù)應(yīng)用中信息數(shù)據(jù)來源不實或信息量不足等問題頻發(fā)，使BIM技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的促進(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)計水平的對策措施

（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)計提供堅實保障。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)深切認(rèn)識到BIM技術(shù)運(yùn)用對企業(yè)發(fā)展的重要意義，把“組建BIM技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊，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)展實際，通過扎實的現(xiàn)場實地踏勘，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)行會組織還可設(shè)立專項資金，激勵行業(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)計人員破解后顧之憂。

（2）提高設(shè)計人員工作水平，為BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供人才儲備。建筑設(shè)計機(jī)構(gòu)應(yīng)對結(jié)構(gòu)設(shè)計人員進(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)的綜合考核評價機(jī)制，組建企業(yè)所屬的BIM技術(shù)團(tuán)隊，從簡單的小項目開始，逐步積累經(jīng)驗，實形成BIM技術(shù)應(yīng)用的長效制度保障。

（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、氣等多個設(shè)計部，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)計相關(guān)數(shù)據(jù)信息模型。結(jié)合工程實際，分析建筑結(jié)構(gòu)是否會阻止水暖施工、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、架坡等問題，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化效率，有效減少或杜絕由結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來的工期延誤。

四、結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有十分重要的意義，面臨重視程度不高、專業(yè)技術(shù)人員工作能力不強(qiáng)等諸多困境，需政府、設(shè)計機(jī)構(gòu)多方協(xié)作，形成工作合力，提高重視程度、設(shè)計人員工作水平，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)計提供堅實保障、人才儲備、扎實依據(jù)，有效促進(jìn)城市建設(shè)事業(yè)獲得長足發(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)計中的應(yīng)用優(yōu)勢[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2017（15）：131-131.