李丹妮 楊依庭

摘要：BIM技術(shù)是近年來(lái)在建筑工程中廣泛應(yīng)用的一種先進(jìn)技術(shù)，主要通過(guò)建立三維可視化土建模型，實(shí)現(xiàn)大量建筑信息的整合，方便建筑工程整個(gè)壽命周期中涉及的各個(gè)主體對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行運(yùn)用，以提高自身的工作效率。將其應(yīng)用在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，能大幅提高設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量，本文以實(shí)際工程為例，對(duì)BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用展開(kāi)分析，旨在為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用分析

引言

建筑行業(yè)的發(fā)展與國(guó)計(jì)民生息息相關(guān)，在社會(huì)快速發(fā)展的過(guò)程中，人們對(duì)建筑工程建造質(zhì)量的要求不斷提升。各類(lèi)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用有效促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展，如將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能有效提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，為提高建筑工程的建造質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

1工程案例

某劇院項(xiàng)目總建筑面積為3.6萬(wàn)㎡，該建筑工程設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于蓮花，整個(gè)建筑從外觀上來(lái)看是由多組弧形曲面片組成。建筑工程整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用了BIM技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化工程設(shè)計(jì)的目的，而且該劇院工程為綠色建筑，滿足我國(guó)建筑行業(yè)現(xiàn)代化、節(jié)能環(huán)?；陌l(fā)展要求。下文結(jié)合工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)BIM技術(shù)在建筑工程機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用展開(kāi)分析。

2應(yīng)用BIM技術(shù)建立建筑信息模型

環(huán)境為建筑工程提供生存的空間，在建筑工程設(shè)計(jì)初期，必須充分考慮建筑場(chǎng)地周邊環(huán)境因素，提高建筑工程與環(huán)境的融合度，促進(jìn)人與自然的和諧共處。通過(guò)采集場(chǎng)地信息能幫助設(shè)計(jì)人員作出更加科學(xué)的設(shè)計(jì)決策，因此，設(shè)計(jì)人員需要在初期階段全面地采集并分析擬建造場(chǎng)地信息、周邊環(huán)境信息、建后交通流量及景觀規(guī)劃等信息，結(jié)合工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)，確定場(chǎng)地范圍內(nèi)的最大開(kāi)發(fā)范圍，并且盡量減少原有環(huán)境中的綠化植被、林木等的破壞。

BIM技術(shù)的應(yīng)用從源頭上改變了傳統(tǒng)場(chǎng)地分析的方法，將其與GIS系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用，能快速地對(duì)擬建筑場(chǎng)地內(nèi)的各項(xiàng)信息和建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。BIM技術(shù)的虛擬成型技術(shù)能對(duì)單體建筑、群體建筑甚至城市空間進(jìn)行模擬，設(shè)計(jì)人員能依托相關(guān)軟件從不同角度對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行觀察和分析，幫助其優(yōu)化建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。本文采用工程案例中，由于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜程度較高，實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中利用GIS系統(tǒng)將建筑劃分成3個(gè)不同專(zhuān)業(yè)，由各專(zhuān)業(yè)人員對(duì)其負(fù)責(zé)部分進(jìn)行創(chuàng)建和設(shè)計(jì)，后將完成設(shè)計(jì)的3個(gè)部分通過(guò)銜接服務(wù)器進(jìn)行組合，最終得到完整的建筑信息模型。

3基于BIM技術(shù)的參數(shù)化輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用

BIM三維可視化土建模型的建立需要大量設(shè)計(jì)參數(shù)的支持，所以模型本身含有大量數(shù)據(jù)，不僅能在設(shè)計(jì)之初讓設(shè)計(jì)人員對(duì)場(chǎng)地信息進(jìn)行更加全面的考慮，還能在設(shè)計(jì)工作推進(jìn)的過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的變化對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，讓設(shè)計(jì)人員直觀地觀察到單項(xiàng)參數(shù)變化的情況下，建筑結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)。BIM技術(shù)的這一優(yōu)勢(shì)有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用二維設(shè)計(jì)圖紙的局限性，提高設(shè)計(jì)邏輯的科學(xué)性，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)設(shè)置多組設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)對(duì)比每組參數(shù)下建筑工程形態(tài)上的變化，擇優(yōu)選擇，大幅減少了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)程序中數(shù)據(jù)處理和測(cè)繪難度，使設(shè)計(jì)人員能將更多精力用于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

4分析并優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)

完成BIM三維模型的建設(shè)后，可將其導(dǎo)入可視化軟件中進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示，使設(shè)計(jì)人員通過(guò)可視化觀察，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑整體結(jié)構(gòu)、外觀呈現(xiàn)效果、室內(nèi)空間布局等方面存在的問(wèn)題，及時(shí)采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行處理，以最大化保障建筑結(jié)構(gòu)的性能。建筑結(jié)構(gòu)分析計(jì)算可采用人工計(jì)算和計(jì)算程序計(jì)算兩種形式，計(jì)算內(nèi)容包括建筑結(jié)構(gòu)的剛度比、剪重比、位移比、周期比等，通過(guò)計(jì)算對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性進(jìn)

行驗(yàn)證，確保整體結(jié)構(gòu)受力均勻，各項(xiàng)指標(biāo)滿足建筑工程整體建造要求。必須保障建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與整體設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性，從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體布局、平面布置和立面造型等進(jìn)行全面考慮，不能單純?yōu)閷?shí)現(xiàn)造型設(shè)計(jì)而忽略結(jié)構(gòu)安全。另外，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)充分參考現(xiàn)場(chǎng)巖土勘察報(bào)告，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方案的選擇等都能充分滿足現(xiàn)場(chǎng)條件的施工需求。

5基于BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)用

協(xié)同設(shè)計(jì)是當(dāng)前建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要應(yīng)用方向之一。在BIM技術(shù)還未廣泛應(yīng)用前，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要依托CAD完成，設(shè)計(jì)人員可將CAD文件中的外部形象實(shí)現(xiàn)與不同主體的數(shù)據(jù)共享，如利用網(wǎng)絡(luò)將設(shè)計(jì)方案?jìng)鬏斀o建設(shè)單位、施工單位和監(jiān)理單位，使各方人員能對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化驗(yàn)證和評(píng)審，還可根據(jù)實(shí)際建設(shè)需求的變化對(duì)CAD設(shè)計(jì)方案進(jìn)行變更。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的成熟與發(fā)展，該技術(shù)在建筑工程全生命周期內(nèi)都有不同程度的應(yīng)用，并且?guī)?lái)了良好的應(yīng)用效果，對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用BIM技術(shù)打破了傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中空間和地區(qū)的限制，通過(guò)不同專(zhuān)業(yè)人才的科學(xué)分工完成工程結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)工作。

不論是局域網(wǎng)內(nèi)部協(xié)同設(shè)計(jì)還是廣域網(wǎng)協(xié)同設(shè)計(jì)，其核心目的都是依托不同專(zhuān)業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，降低工程成本，通過(guò)直觀的設(shè)計(jì)效果加強(qiáng)各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的系統(tǒng)性，避免不同專(zhuān)業(yè)之間產(chǎn)生沖突和矛盾，是未來(lái)工程設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的重要方向。設(shè)計(jì)單位應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際條件，選擇實(shí)用性更強(qiáng)的協(xié)同設(shè)計(jì)工作模式，以三維信息模型為中心，對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，支持不同專(zhuān)業(yè)人員在本地網(wǎng)絡(luò)中對(duì)模型進(jìn)行個(gè)性化操作和處理，并將完成處理的信息發(fā)布在中心模型中，其他專(zhuān)業(yè)人員也可根據(jù)自身設(shè)計(jì)需要，對(duì)中心模型中不同專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行下載和調(diào)整。

本工程案例進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位采用協(xié)同設(shè)計(jì)模式，應(yīng)用鏈條文件對(duì)中心模型進(jìn)行專(zhuān)業(yè)劃分為8個(gè)部分，由不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)本專(zhuān)業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模，如建筑整體結(jié)構(gòu)、水、電、暖專(zhuān)業(yè)等，然后將所有部分模型進(jìn)行整合，最終得到完整的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在建筑行業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中，BIM技術(shù)的成熟與發(fā)展為建筑行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，該技術(shù)可為建筑工程全壽命周期內(nèi)涉及的各個(gè)主體提供個(gè)性化服務(wù)，將其應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能有效提高工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，降低設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，利用三維可視化土建模型，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化輔助設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)，擴(kuò)大BIM模型的應(yīng)用渠道，對(duì)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

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