關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的應(yīng)用探究

張翠翠 劉傳蒼

（山東摩天建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)寧 272000）

在實(shí)施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要清楚認(rèn)識到BIM 技術(shù)應(yīng)用的作用和意義，并充分發(fā)揮BIM 技術(shù)優(yōu)勢，從而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中能夠進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。有效發(fā)揮相關(guān)軟件工具的作用，優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)信息，便于從業(yè)人員對結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析，有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，為整個(gè)工程建筑質(zhì)量提供有效保障。

1 BIM 技術(shù)概述

現(xiàn)階段，在我國建筑工程不斷發(fā)展的今天，建筑工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大。隨著建筑工程結(jié)構(gòu)的不斷繁雜，外部形體也開始朝著多樣化方向發(fā)展，人們對建筑物結(jié)構(gòu)安全性能要求也越來越重視。因此，隨著建筑工程項(xiàng)目中信息數(shù)據(jù)量的不斷增加，這些信息是建筑工程單位的重要數(shù)據(jù)資源，有效合理的對其掌握和利用，不僅有效縮短工程建設(shè)工期，可以有效節(jié)約建筑工程建設(shè)資金?？梢杂行ПＷC建筑工程施工的安全以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，BIM 技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有很大的優(yōu)勢，也被建筑和行業(yè)人員得到一致認(rèn)可，才得以廣泛應(yīng)用?？刂坪媒ㄖこ探ㄔO(shè)成本，合理規(guī)范地處理建筑工程項(xiàng)目中的各種有效信息，按時(shí)完成建筑工程工期的同時(shí)，在建筑工程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取有效地應(yīng)對措施，為避免整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)受到影響而努力。因此，整體建筑工程施工要全面對信息進(jìn)行有效管理控制，為建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有效的數(shù)據(jù)支持。而建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有非常重要的核心地位，是整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的信息源頭，更是BIM技術(shù)所重視的關(guān)鍵內(nèi)容。BIM 技術(shù)作為建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)的重要技術(shù)，使二維技術(shù)向三維技術(shù)方向轉(zhuǎn)變，BIM 技術(shù)作為整個(gè)建筑行業(yè)的信息革命正在展現(xiàn)出無限生機(jī)與活力。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，顧名思義，是指廣泛的應(yīng)用于建筑行業(yè)，以建筑結(jié)構(gòu)為對象，進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以具體的劃分為內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，前者主要側(cè)重于內(nèi)部空間的布局設(shè)計(jì)，以達(dá)到內(nèi)部空間合理化運(yùn)用的目的；而后者則側(cè)重于建筑結(jié)構(gòu)的外觀設(shè)計(jì)，以便達(dá)到美觀、環(huán)保的目的。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程大致可以劃分為三大階段，即結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段、結(jié)構(gòu)計(jì)算階段，施工圖設(shè)計(jì)階段，這三大階段缺一不可，貫穿于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的始終，每一階段都要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌芽?，才能夠保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、合理，實(shí)現(xiàn)建筑成本最小化，建筑結(jié)構(gòu)安全最大化。

3 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要功能

3.1 協(xié)同設(shè)計(jì)功能

協(xié)同設(shè)計(jì)功能是BIM 技術(shù)的主要功能之一，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，使用BIM 技術(shù)能夠建立起建筑的數(shù)據(jù)模型以及能夠?yàn)榕c建筑業(yè)相關(guān)的人員提供信息平臺，讓他們及時(shí)得到對自己有用的信息，比如建筑過程中如果遇到某些問題就可以通過這個(gè)平臺所提供的信息解決自己遇到的問題。同時(shí)BIM 技術(shù)還能夠進(jìn)行自動檢測，使各構(gòu)件之間能夠有效的相互作用和組合。另外，BIM 技術(shù)還可以將不同部門、不同專業(yè)的內(nèi)容進(jìn)行有目的地轉(zhuǎn)換，進(jìn)而達(dá)到協(xié)同設(shè)計(jì)。

3.2 信息集成功能

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式可能需要對設(shè)計(jì)者有更為嚴(yán)格的要求，如需要設(shè)計(jì)者熟悉各個(gè)圖紙的細(xì)部構(gòu)造，才可以了解建筑詳細(xì)資料信息，這樣既耗費(fèi)時(shí)間和精力，同時(shí)又降低了工作效率，相反，BIM 技術(shù)的應(yīng)用為我們提供了頗多幫助，它能夠在構(gòu)建建筑信息模型的基礎(chǔ)上，對建筑設(shè)計(jì)過程中所用到的所有數(shù)據(jù)資料等進(jìn)行整合，從而成為一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，使設(shè)計(jì)人員在后期的設(shè)計(jì)中，可以隨時(shí)調(diào)取，選擇適合的方法，靈活使用，更為方便快捷，設(shè)計(jì)者也可精確的了解并掌握每個(gè)環(huán)節(jié)的情況，實(shí)時(shí)調(diào)整，這樣不僅提高了工作效率，而且還保證了工作的正常施行，是值得提倡的。

3.3 一體化和三維化功能

BIM 技術(shù)從本質(zhì)上講具備三維化功能，這可以滿足建筑設(shè)計(jì)的基本要求，通過這種技術(shù)不僅可以設(shè)計(jì)出建筑的三維立體模型，而且還能將具體的建筑結(jié)構(gòu)在三維模型中進(jìn)行明確展示，這為建筑程序設(shè)計(jì)人員提供了可以準(zhǔn)確設(shè)計(jì)和合理規(guī)劃的平臺，讓其可以更加方便地觀察建筑工程，并且在觀察的過程中能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)存在的問題或者說不足，進(jìn)而采取相關(guān)的、有效的解決措施，最終提升整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

4 BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐

4.1 建筑結(jié)構(gòu)性能分析

眾所周知，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并不是單純的對建筑各部分進(jìn)行排列就能完成的，它需要對建筑當(dāng)中的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)的組合，以此來保證建筑各部分的相互支持，為了使建筑結(jié)構(gòu)能夠具有較高的抗震性和牢固性，就必須要對建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行全面的分析，但這往往需要相關(guān)人員針對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次的計(jì)算，除了要消耗大量時(shí)間以外，還很難保證結(jié)構(gòu)分析的準(zhǔn)確性。而通過BIM 技術(shù)，可以將建筑信息模型的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入其中，從而將分析工作快速完成，根據(jù)分析結(jié)果對設(shè)計(jì)當(dāng)中的缺陷問題進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

4.2 在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同中的作用

BIM 技術(shù)能快速提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中專業(yè)的協(xié)調(diào)性，提升設(shè)計(jì)效率，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理的同時(shí)能有效激發(fā)BIM 技術(shù)的優(yōu)勢。在應(yīng)用BIM 技術(shù)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)建筑數(shù)據(jù)的共享和交流，提主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先，不同地區(qū)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)雖然地理位置不同，但共同的地方較多，加強(qiáng)數(shù)據(jù)交流有助于提高工作效率，簡化一些不必要的工作流程，對一些需要重復(fù)計(jì)算的復(fù)雜公式應(yīng)進(jìn)行適量的借鑒；其次是需要通過中性數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)信息交流和共享，同一個(gè)公司的不同部門之間具有一定聯(lián)系，但若信息和數(shù)據(jù)不能及時(shí)交流，就會使得數(shù)據(jù)處理不及時(shí)，浪費(fèi)大量的人工成本。合理利用BIM 技術(shù)能有效避免這一問題，通過對數(shù)據(jù)的整合分析，在數(shù)據(jù)庫平臺上實(shí)現(xiàn)信息交流。

4.3 在建筑場地選址和結(jié)構(gòu)分析布局里面的應(yīng)用

對于房屋建筑項(xiàng)目來講，選址是建筑結(jié)構(gòu)里面最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最為基礎(chǔ)的，不但是一定要科學(xué)、合理，還必須具有一定的前瞻性，另外還得要對所有與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系比較密切的水文氣象、工程地質(zhì)等各個(gè)方面的因素條件進(jìn)行前面、充分的考慮和分析。以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)，可以在建筑結(jié)構(gòu)里面客觀反映建設(shè)項(xiàng)目整個(gè)工程場地的具體選擇和建筑結(jié)構(gòu)方面的布局，再利用GIS 技術(shù)就能非常深入地對建筑工程項(xiàng)目具體情況實(shí)行全面模擬，得到合理的預(yù)測和研判結(jié)果，同時(shí)對建筑結(jié)構(gòu)方面的選擇、整體布局還有結(jié)構(gòu)選型方面予以深入了解，確保建筑建設(shè)施工設(shè)計(jì)的重點(diǎn)科學(xué)、合理而且正確，以便于確保建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)體系和整體布局能夠與所在地的地形地貌、氣候水文、地質(zhì)狀況等方方面面的因素相互契合，確保工程項(xiàng)目施工期間的進(jìn)度得以保證，施工過程安全、穩(wěn)定，使工程發(fā)揮應(yīng)有的效益。

4.4 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)應(yīng)用分析

現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)施過程中，鋼結(jié)構(gòu)是主要組成之一，因此要依照整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)的參數(shù)信息實(shí)施模型搭建。在具體實(shí)施過程中，要著重考慮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及構(gòu)件連接問題，確定不同梁、柱之間的連接方式，并對整個(gè)梁體的高度進(jìn)行細(xì)化，保障鋼結(jié)構(gòu)件連接符合施工需求。對此，從業(yè)人員通過有關(guān)參數(shù)信息來對螺栓間距以及螺栓使用量進(jìn)行確定，并通過模型的建設(shè)修正和優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)信息。針對其中含有的加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)件，從業(yè)人員要全面把控制作過程，從而能夠精確定位不同的加強(qiáng)件，準(zhǔn)確布置加強(qiáng)件的位置，確保其能夠充分發(fā)揮自身作用，為整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善性提供保障。

5 結(jié)語

現(xiàn)代建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為確保設(shè)計(jì)過程的科學(xué)性和完善性，就需要相關(guān)人員應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，早日掌握BIM 技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率，推進(jìn)我國建筑行業(yè)又好又快的發(fā)展，加快我國現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。