淺析智能建筑結構設計中BIM技術的應用

【摘要】隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對建筑的需求不斷增大，同時對建筑的質量提出了更高要求，這就給建筑行業(yè)帶來了一定挑戰(zhàn)?？茖W技術的應用促進了建筑行業(yè)的興起。BIM就是科學技術的產(chǎn)物，建筑結構設計中應用BIM技術可以提高整體施工效率及質量。因此該技術得到廣泛應用，本文就對智能建筑結構設計中BIM技術的應用進行討論。

【關鍵詞】建筑結構;BIM技術;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.027

社會經(jīng)濟的發(fā)展推動著建筑工程規(guī)模不斷擴大，建筑結構設計是工程中質量安全的重要因素，因此受到廣泛關注。BIM技術是近幾年來剛剛衍生的新型智能技術，隨著建筑結構設計的復雜化，利用BIM模型能夠結合設計進行應用，使建筑形成一個完整的模型平臺，這個平臺中的任何結構數(shù)據(jù)都是根據(jù)設計真實存在的，并有具體的特征和屬性。BIM技術在廣泛應用之后，施工效率明顯上升，因此要掌握先進科學技術，使BIM在建筑行業(yè)中發(fā)揮最大效果。

1、BIM技術的概念分析

BIM中文意思就是建筑信息模型技術，是建筑CAD技術從點線面的二維圖像向三維立體模型以及屬性信息的轉變。BIM技術是在建筑結構中新型的設計方式，這種技術是利用信息資源進行建筑模型的建立，通過三維立體展現(xiàn)方式進行結構數(shù)據(jù)的分析，更加真實的看到設計是否合理。在建筑規(guī)模的壯大下，工程項目涉及到大量信息，若能快速收集并加以利用，那么相對于建筑結構設計來說具有重要意義。BIM技術是利用信息創(chuàng)新方式在軟件中進行管理，然后根據(jù)BIM技術構建簡直模型，這樣可以使實際工程的質量和效率有很大幅度的提升。作為新興的智能信息技術，將會給建筑工程行業(yè)帶來新時代，BIM技術在在提高建筑結構設計質量，提高生產(chǎn)率等方面起到積極作用，能夠保證建筑行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

2、BIM技術的意義

2.1優(yōu)化設計流程方便管理

以往的建筑結構設計是所采用二維圖像方法，這種方式存在諸多問題，設計過程比較麻煩，收集資料比較繁瑣。相關人員需要結合現(xiàn)場實際情況進行設計，并且分析各種因素對建筑結構造成的影響。根據(jù)建筑結構設計，建立模型并計算相應數(shù)據(jù)，將得出的結果提交給相關工作人員，若有問題出現(xiàn)及時對建筑模型進行調整，直至符合設計需求為止，然后根據(jù)設計繪制出施工圖紙，由于CAD技術出現(xiàn)的比較早，能夠進行圖像識別以及構件定位，但是主要信息還無法進行輸入，在施工圖的繪制過程中，盡管CAD軟件能夠具備二維圖像生成功能，但缺少關聯(lián)的信息，還不能夠保證信息資源的完整。所以BIM技術的引進完全解決了這一問題，大量的信息數(shù)據(jù)整理都能夠保證完整性、統(tǒng)一性，優(yōu)化了設計流程，節(jié)約了大量時間，更加便于管理。

2.2 BIM技術有利于信息管理

對于BIM技術來說是現(xiàn)代科學發(fā)展的產(chǎn)物，具有強大信息處理能力，在建筑結構設計當中有利于實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息化。同時，BIM技術還可以有效避免信息錯誤率，提高設計效率，保證設計工作的順利開展。BIM技術的應用下不僅可以給建筑帶來良好的視覺，還能夠讓施工人員了解各項信息。在該技術的工作下將數(shù)據(jù)信息集中整理到一起，可以提高工作量，在施工階段還可提高各項工作之間的溝通，保證工程質量，避免信息混亂造成偏差問題。

2.3有利于修改圖紙

在傳統(tǒng)的結構設計中，數(shù)據(jù)信息是與圖紙是相分離的模式，構建計算的信息，在圖紙上不能很好的表達，BIM技術可以通過構件模型將信息聯(lián)動起來，減少修改圖紙的時間，提高工作效率。BIM技術的引用很大程度上解決了修改圖紙的問題，若需要修改則只需要改動模型相關數(shù)據(jù)即可，其他位置會隨著系統(tǒng)變化而變化，有效減輕了設計人員的工作量，強化了建筑結構設計能力。

2.4進行建筑結構設計更具有直觀性

引用BIM技術能夠將設計理念表達的更加直觀。BIM技術不僅能展現(xiàn)結構模型，還能表達相關信息，主要包括了視圖與模型、屬性與模型之間的關聯(lián)性。信息資源管理主要有模型的所有信息、用戶信息等;屬性包括材料、荷載等相關信息，所以建筑結構設計中應用BIM技術，能夠將設計者理念表達的更加詳細，為后序工作帶來便捷。

3、BIM技術特點

3.1可視性

俗話說“眼見為實”，對于建筑工程行業(yè)，可視化在項目建設中占據(jù)重要地位，例如設計單位要提供施工圖紙，使各個構件信息都在圖紙上不能夠全面的表達出來，而真正結構形式需要工作人員去理解。隨著多樣性、復雜性的建筑不斷增多，光靠腦力去理解就顯得非常困難了。BIM技術為建筑提供了可視化形式，把以往的平面視圖轉變?yōu)槿S立體實物模型，這種表達模式更加形象的把結構設計理念展現(xiàn)在人們面前。在BIM技術中，可視性不僅僅可以表達效果圖，更重要的是生成報表，決策修改以及后期運營都可以在可視化狀態(tài)下進行操作。

3.2協(xié)調性

協(xié)調是建筑行業(yè)的重點工作內容，不管是設計單位還是施工單位，都在做協(xié)調工作。在建筑結構設計中，往往由于設計師之間溝通不及時，而出現(xiàn)各種類型之間問題的摩擦，例如在設計梁柱構件的過程中，各個設計師考慮的承載能力不同，選擇的位置就會出現(xiàn)矛盾;還有就是各個專業(yè)之間的碰撞，例如供暖設備在進行安裝時，可能在設計的位置上有柱或梁的存在，這就需要兩個專業(yè)的設計師進行協(xié)調。施工過程中經(jīng)常碰到這種類問題，而BIM技術的協(xié)調性就可以輕松解決，也就是BIM在建筑施工前可以對發(fā)生的碰撞問題進行協(xié)調解決，從而有利于節(jié)省時間，縮短工期等作用。

4、BIM技術在建筑結構設計當中的應用

4.1在建筑結構分析中的應用

在建筑結構設計中相關人員需要全方位面了解建筑結構情況，首先針對某部分構件做設計和調整，然后在考慮結構整體性。用于建筑結構設計所需要資料比較多，為保證充分獲取有效的資料，需要設計人員對建筑結構進行全面分析。而BIM 技術就可以幫助設計人員解決這一難題，不僅有分析結構功能，還能輸入重要信息，同時也可以彌補結構設計出現(xiàn)的問題，及時修改得到優(yōu)質的設計方案，為下一階段工作打好基礎。這些功能都是傳統(tǒng)建筑結構設計中無法進行的，由此可見，BIM技術在建筑結構設計分析中發(fā)揮著重要作用。

4.2在施工現(xiàn)場中的應用

為保證建筑工程施工質量，不僅要加強施工管理，還需要全面了解實際現(xiàn)場的環(huán)境狀況。在BIM技術的應用下，可以將施工現(xiàn)場信息進行綜合整理，施工人員更全面的了解現(xiàn)場的具體情況，同時也可以為相關工作人員提供現(xiàn)場有效數(shù)據(jù)，可以根據(jù)系統(tǒng)顯示的結果，考慮建筑結構設計是否需要改動，這也是保證建筑結構施工質量的基礎。所以，BIM 技術在現(xiàn)場施工中發(fā)揮這很大的作用。

4.3在鋼結構建模中的應用

鋼結構在建筑中應用較多，其設計精準度要求比較高，對建筑質量有直接的影響。在鋼結構設計中經(jīng)常會遇到棘手的問題，所需要考慮的方面比較多，所以在設計鋼結構的過程中是非常復雜的。然而引用BIM技術，相關工作人員在建立的模型中可以快速獲得各種參考信息，例如能妥善處理好各個螺栓之間連接問題，精確度也能夠符合標準，工作人員只要按照規(guī)范標準進行構件之間的連接即可，這樣就能保證施工順利進行?？梢娫阡摻Y構設計中BIM技術起到了一定的促進作用。

4.4在建筑結構中轉遞信息的應用

在建筑結構設計中還需要做好和環(huán)節(jié)信息的傳遞。隨著BIM技術在建筑結構設計中的應用，不僅可以順利完成信息模型，還能強化管理，保持各階段之間的信息傳遞。在BIM技術的作用下能夠很好的完成信息傳達工作，BIM技術還有相應的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，經(jīng)過一系列篩選后，設計人員便可了解數(shù)據(jù)中所含有的重要信息，這樣就可以順利完成建筑結構設計，提高建筑工程施工效率。

5、結構設計中BIM應用難點

（1）BIM技術是三維體系，例如Revit采用了系統(tǒng)參數(shù)和模塊變量，與傳統(tǒng)的二維視圖有著很大的不同，所以參數(shù)和模塊要比二維狀態(tài)下復雜的多，這可能就會導致操作不正確造成很到想象不到的問題。

（2）在結構設計中，很多建筑要求形式非常特殊，這就需要特殊的板塊進行控制，但是3D效果圖和剖面圖不能產(chǎn)生想要達到的效果，很多設計師會放棄BIM，選擇傳統(tǒng)的二維模式。

（3）在利用BIM技術構建模型時，主要的本質是物理模型，從理論上來說，實現(xiàn)BIM物理模型與分析模型之間是的雙向性是可行的，但在實際應用中，要想實現(xiàn)這一目標是非常復雜的。

6、BIM技術的主要優(yōu)勢

（1）在建筑結構設計中對存在的問題及時發(fā)現(xiàn)并解決，施工質量得到了提升;管理工作的重要劃分明確，為后期工作做好鋪墊。

（2）建筑結構設計和施工成本降低，企業(yè)的效益得到提升;對施工情況進行模擬，把主要信息以及注意事項進行總結，找出存在的不足，優(yōu)化施工方案。

（3）對資源進行合理分配，做到不浪費，提升管控質量。

結語：

由此可見，BIM技術在實踐中需要多個角度去分析和應用。傳統(tǒng)的二維技術已經(jīng)不能適應復雜的建筑群，這就要采用BIM技術來解決一些傳統(tǒng)問題。該技術雖然強大，但操作難度也比較大，所以需要設計人員提高專業(yè)能力，全面掌握BIM技術，更加高效的完成設計工作，同時也要確保建筑結構的質量，使建筑行業(yè)更上一層樓。

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作者簡介：

唐代斌，男，漢族，湖南株洲，湖南智謀規(guī)劃工程設計咨詢有限責任公司，工程師。