關(guān)于BIM在工業(yè)建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

馬志成 孫潔

摘 要：BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的可視化，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性，還能對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行碰撞檢查，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有明顯的優(yōu)勢，能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要根據(jù)實(shí)際的需要，收集與建筑工程有關(guān)的信息，對這些進(jìn)行整合，建立相應(yīng)的建筑模型，通過分析對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到更好的設(shè)計(jì)效果。本文主要對BIM在工業(yè)建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);工業(yè)建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著人們對建筑物的性能要求越來越高，在建筑設(shè)計(jì)中，為滿足人們對建筑物的性能要求，就需要增加建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。要豐富建筑結(jié)構(gòu)形式，就需要做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的工作。但是，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要大量的信息，信息越全面，設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)功能越完善。BIM是規(guī)模很大的三維平臺，其能夠?qū)⑴c建筑工程有關(guān)的信息集成起來，并對信息進(jìn)行傳遞。在建筑產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程中，都可以對此技術(shù)加以利用，既能縮短建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期，又能降低工程建設(shè)成本，使工程建設(shè)安排更加合理。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的功能

1.1 三維效果的體現(xiàn)

BIM技術(shù)并不是單一技術(shù)的運(yùn)用，而是諸多新技術(shù)、新方法的集合載體。在BIM技術(shù)之中，三維技術(shù)是一項(xiàng)重要的組成部分。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，三維技術(shù)的使用可以將建筑物的建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行三維化的立體形態(tài)展示，設(shè)計(jì)人員可以通過BIM技術(shù)所建立的建筑物結(jié)構(gòu)立體三維形態(tài)，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的多個(gè)模型單元進(jìn)行詳細(xì)的跟蹤觀察，如建筑管道系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)。同時(shí)，在建筑結(jié)構(gòu)立體形態(tài)的查閱過程中，可以根據(jù)所得到的具體結(jié)構(gòu)單元的詳細(xì)信息，運(yùn)用科學(xué)的處置方法進(jìn)行分析，從而最大限度地減少安全隱患及其他潛在問題。

1.2 促進(jìn)數(shù)據(jù)信息協(xié)調(diào)信息化

BIM技術(shù)相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的優(yōu)越性還體現(xiàn)在信息處理能力上。BIM以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展為支撐，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的所有工程信息進(jìn)行統(tǒng)一收集和處理，并于計(jì)算機(jī)軟件內(nèi)部快速建立相關(guān)結(jié)構(gòu)單元的數(shù)據(jù)信息庫，從而對建筑工程信息進(jìn)行更快速的調(diào)用和處理。由于建筑結(jié)構(gòu)自身是一個(gè)有諸多結(jié)構(gòu)單元組成的大模塊，所以各類信息在建筑物設(shè)計(jì)過程之中有著緊密的聯(lián)系和交叉。這種統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的建立為節(jié)省建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)間提供了巨大便利，真正意義上實(shí)現(xiàn)了信息的定向查找、精確查找和針對性查找，有效避免了傳統(tǒng)信息集成方法中信息準(zhǔn)確性不高的情況發(fā)生，從而推動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作高效開展。

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

2.1 在鋼結(jié)構(gòu)建筑中結(jié)構(gòu)建模的運(yùn)用

鋼結(jié)構(gòu)是當(dāng)前建筑工程中廣泛采取的結(jié)構(gòu)形式之一，在應(yīng)用BIM技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模的過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以更容易地獲取如加強(qiáng)件和連接方面的信息參數(shù)，尤其是對鋼結(jié)構(gòu)中常見的螺栓數(shù)量可以進(jìn)行更好的掌控。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的連接存在多種形式，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)方案確定時(shí)應(yīng)充分考慮梁高等因素，從而使連接部分滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求。BIM技術(shù)的運(yùn)用，使設(shè)計(jì)人員通過對相關(guān)參數(shù)的修正就可以進(jìn)行連接部件的設(shè)計(jì)，極大地提升了工作效率。

2.2 在建筑結(jié)構(gòu)性能分析中應(yīng)用BIM技術(shù)

為了能夠有效的改善、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通常還會選擇一些特定的建筑結(jié)構(gòu)元件。通過BIM技術(shù)，對結(jié)構(gòu)性能予以分析，從而有效提高平面圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效性，使得建筑物的一部分?jǐn)?shù)字模型被有效構(gòu)建，并使其穩(wěn)定性得以提升。在建筑結(jié)構(gòu)性能分析中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以應(yīng)用其中的計(jì)算、分析功能對建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，這樣也可以根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)需求來提供一定的數(shù)據(jù)，從而促使建筑結(jié)構(gòu)分析更加迅速、準(zhǔn)確。尤其在建筑工程的地下室設(shè)計(jì)中，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)︿佋O(shè)管線進(jìn)行提前規(guī)劃，不僅有效避免管線混亂，還能有效控制管材成本。一旦發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷，就可以通過應(yīng)用BIM技術(shù)中的緊急修復(fù)功能，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)方案變更時(shí)的應(yīng)用

在整個(gè)建筑工程的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)方案并不是一成不變的，每一個(gè)環(huán)節(jié)的每一個(gè)步驟都會根據(jù)施工的進(jìn)度安排和實(shí)際情況進(jìn)行針對性的調(diào)整，遇到某些突發(fā)的情況，就會變更以往制定好的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行新方案的設(shè)計(jì)。在BIM技術(shù)沒有出現(xiàn)以前，對于建筑方案設(shè)計(jì)的變更一般是工程方不愿意看到的，因?yàn)檫@需要對建筑物進(jìn)行二次的檢測和數(shù)據(jù)分析。但是如今利用BIM技術(shù)，工程師可以直接在三維設(shè)計(jì)圖中進(jìn)行數(shù)據(jù)的變更分析，并且進(jìn)行新方案的設(shè)計(jì)，從而避免了以往工程對遇到的各種麻煩，提高了施工的整體效率。

2.4 建筑結(jié)構(gòu)模型信息的共享

設(shè)計(jì)工具是以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，在建筑結(jié)構(gòu)改造過程中發(fā)揮作用的，這類軟件可以高效地實(shí)現(xiàn)模型建立、模擬分析、合理演算以及設(shè)計(jì)圖紙的快速生成等功能，對BIM模型數(shù)據(jù)庫信息的交互功能和儲存功能有著巨大作用。除了該類建筑結(jié)構(gòu)信息的高效整合，BIM軟件可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)同一項(xiàng)目不同施工模塊之間的結(jié)合，中心服務(wù)器的功能就如一個(gè)龐大數(shù)據(jù)庫，充分地將室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及機(jī)電設(shè)計(jì)等多個(gè)單元模塊進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使設(shè)計(jì)人員可以直接通過網(wǎng)絡(luò)連接就可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息資料的調(diào)取，從而有效輔助設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。其具體實(shí)現(xiàn)流程：（1）以局域網(wǎng)絡(luò)中心服務(wù)器為載體，建立中心文件資料庫;（2）設(shè)計(jì)人員以各自的BIM核心建模軟件為工具，同中心資料庫實(shí)現(xiàn)連接，從而建立建筑信息模型。每一個(gè)不同專業(yè)模塊都可以通過中心文件，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的信息與其他專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行有效的信息共享。

3 結(jié)束語

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)往往都是以工業(yè)生產(chǎn)需求為基準(zhǔn)，對建筑結(jié)構(gòu)的外形、功能以及類別進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，不但要體現(xiàn)出設(shè)計(jì)的大氣風(fēng)格，同時(shí)也要體現(xiàn)出靈活性與實(shí)用性等特征。良好的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要確保美觀度，還要滿足工業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)輸、設(shè)備安置等各項(xiàng)需求，為工業(yè)生產(chǎn)提供便利條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐鋒.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因及對策探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019（01）：27.

[2]吳世誠.工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析[J].江西建材，2019（12）：89+91.

[3]馬玲.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念[J].建材與裝飾，2019（36）：74-76.