BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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摘要：本文主要對(duì)bim技術(shù)進(jìn)行理論方面的探討和分析，并對(duì)其結(jié)構(gòu)專業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了分析，希望能為BIM技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供一些參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；協(xié)同設(shè)計(jì)；應(yīng)用；探討

建筑信息模型，即BIM(BuildingInformationModeling)技術(shù)，是現(xiàn)代建筑業(yè)在發(fā)展過程中，不斷應(yīng)用和開發(fā)的協(xié)同工作式的全新理念，起源于歐美，但是我國引進(jìn)后，在我國工程建設(shè)行業(yè)逐漸得到得到大量的應(yīng)用。

1BIM技術(shù)概述

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中運(yùn)用BIM技術(shù)，既能夠有效地把握施工質(zhì)量，縮短工期，又能節(jié)約項(xiàng)目投入的成本，并且在整個(gè)施工中安全性可以得到有效保障，所以，對(duì)于工程相關(guān)數(shù)據(jù)量巨大的建筑業(yè)而言，信息技術(shù)的應(yīng)用可以發(fā)揮其巨大的價(jià)值。在建筑行業(yè)進(jìn)行BIM技術(shù)的核心技術(shù)原理的應(yīng)用和推廣研究，將會(huì)為建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域開啟一扇新的大門。BIM技術(shù)原理在于以數(shù)字模型來實(shí)施建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工、管理等各項(xiàng)工作內(nèi)容，從BIM技術(shù)的應(yīng)用方面我們可以總結(jié)概括以下的幾個(gè)主要特點(diǎn)：支持協(xié)同設(shè)計(jì)、工作可傳遞性和信息集成[1]。

2BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)中應(yīng)用

2.1建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)的理念

在建筑業(yè)發(fā)展的過程中，建筑協(xié)同設(shè)計(jì)理念滿足了建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等各個(gè)部門在平臺(tái)下有序安排工作的要求，因此逐漸受到了建筑企業(yè)的重視。建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)部門都可以利用BIM平臺(tái)上的核心建模軟件來進(jìn)行建模，并與設(shè)定的項(xiàng)目中心文件進(jìn)行對(duì)接，如果對(duì)信息進(jìn)行新的創(chuàng)建或修改，那么中心文件就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，這個(gè)中心文件的本質(zhì)就是建筑信息模型，該模型就具有信息共享功能。利用BIM技術(shù)平臺(tái)上的碰撞檢查功能，能夠完善設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)，如設(shè)備管線之間、結(jié)構(gòu)布置與建筑洞口的碰撞檢查。建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)的理念，能夠有效提高結(jié)構(gòu)與建筑、設(shè)備等各個(gè)部門在工作中的溝通效率，加快設(shè)計(jì)的進(jìn)行進(jìn)度，充分節(jié)約資源，提升建筑企業(yè)的經(jīng)營效益。

2.2基于BIM技術(shù)的可視化設(shè)計(jì)應(yīng)用

利用BIM技術(shù)可以通過數(shù)字化的建筑構(gòu)件，來代表現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的真實(shí)建筑物構(gòu)件。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，改變了以往需要借助計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件繪制幾何圖形來進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。當(dāng)落實(shí)設(shè)計(jì)方案的初始階段，利用BIM技術(shù)平臺(tái)中的三維實(shí)體模型可以對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)造型和功能布局進(jìn)行全面細(xì)致的剖析?，F(xiàn)代建筑的規(guī)模較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，針對(duì)這一點(diǎn)，BIM技術(shù)平臺(tái)下的可視化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)通過動(dòng)態(tài)演示建筑的結(jié)構(gòu)模型，此外，BIM技術(shù)平臺(tái)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)選型的適配性進(jìn)行控制的功能，從而得到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳方案。進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)階段，利用基于BIM技術(shù)的可視化設(shè)計(jì)，可減少工程設(shè)計(jì)出現(xiàn)的紕漏，減少工程設(shè)計(jì)方面的投入[2]。

2.3基于BIM技術(shù)的參數(shù)化設(shè)計(jì)

（1）相關(guān)數(shù)據(jù)的參數(shù)化建模。建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用復(fù)雜的自由曲面，已經(jīng)成為一種當(dāng)前的流行趨勢，BIM技術(shù)中借助對(duì)參數(shù)值以及參數(shù)關(guān)系進(jìn)行定義，在相異的參數(shù)化之間進(jìn)行約束和關(guān)聯(lián)，在結(jié)合建筑地形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)形體的創(chuàng)建，因此大大提高設(shè)計(jì)的效率。（2）創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)分析模型。BIM技術(shù)不僅僅能夠處理建筑結(jié)構(gòu)的物理、幾何信息，還可以具備對(duì)結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)的科學(xué)分析功能。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)實(shí)體構(gòu)件的同時(shí)，自動(dòng)生成分析模型，該模型可以對(duì)桿件拓?fù)湫畔ⅰ偠葦?shù)據(jù)、節(jié)點(diǎn)信息等結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行分析。應(yīng)用BIM平臺(tái)的分析檢查功能的優(yōu)勢在于可以保證分析模型的合理性，將設(shè)計(jì)方案導(dǎo)入平臺(tái)上專業(yè)的結(jié)構(gòu)分析軟件中，軟件可以自動(dòng)分析出結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸、材料特性是否適合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)資料信息的高效的分析處理。（3）多方案的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在建筑項(xiàng)目的建設(shè)過程中，處理建筑模型可以有多種的相關(guān)方案，因此，參數(shù)化BIM平臺(tái)上就相應(yīng)地能夠允許設(shè)計(jì)師，以一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型并行設(shè)計(jì)和開發(fā)多個(gè)備選方案。實(shí)施模型的可視化、量化和假設(shè)分析時(shí)，模型中就設(shè)定有相應(yīng)的選項(xiàng)，比如，業(yè)主需要在陽臺(tái)上設(shè)置涼棚，但是特定布局和材質(zhì)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)無法拿定主意，那么就可以利用設(shè)計(jì)選項(xiàng)的功能，開發(fā)出多個(gè)方案供業(yè)主進(jìn)行選擇。同時(shí)可以基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的需要，設(shè)計(jì)師利用BIM平臺(tái)便捷、高效的工程量統(tǒng)計(jì)功能，了解設(shè)計(jì)的相關(guān)信息，來進(jìn)行項(xiàng)目預(yù)算的編制。（4）BIM自動(dòng)出圖功能。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，圖紙是設(shè)計(jì)信息模型的直觀體現(xiàn)。從模型的視圖角度看，圖紙類型有很多，平面、剖面、立面和三維視圖等。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的調(diào)整時(shí)，通常是以手動(dòng)方式進(jìn)行圖紙修改的。由于設(shè)計(jì)方和施工方之間的信息不對(duì)稱，假如設(shè)計(jì)方案在實(shí)際的施工中遇到問題，那么就需要進(jìn)行返工，這會(huì)造成施工企業(yè)的巨大損失。應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢在于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖紙和相應(yīng)的模型以及相應(yīng)其他數(shù)據(jù)信息都存在一定的關(guān)聯(lián)性，因此，設(shè)計(jì)師只需要將精力放在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，不需要擔(dān)心設(shè)計(jì)的調(diào)整變更工作。

3BIM應(yīng)用的相關(guān)思考

BIM技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。上海地標(biāo)性的建筑，如上海中心大廈項(xiàng)目建設(shè)中BIM技術(shù)就有發(fā)揮其極大的應(yīng)用價(jià)值，通過BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)和出圖的高效率，大大縮短建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的周期，利用BIM技術(shù)可以配合項(xiàng)目的建筑、設(shè)計(jì)及其他部門實(shí)施碰撞檢查，完善建筑項(xiàng)目整體的協(xié)同設(shè)計(jì)模式，這相比于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中部門之間缺乏有效連接的劣勢有了極大的改善。當(dāng)前BIM技術(shù)的應(yīng)用中也存在一些問題：①BIM技術(shù)應(yīng)用存在的相關(guān)問題，很多從業(yè)多年的老工程師一直以來是以二維設(shè)計(jì)的方法來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)于BIM技術(shù)應(yīng)用中先進(jìn)的三維設(shè)計(jì)方法，在適應(yīng)和上手階段需要很長的時(shí)間。②BIM技術(shù)層面的相關(guān)問題，需要考慮相應(yīng)的軟件和硬件。當(dāng)前，國內(nèi)BIM技術(shù)軟件市場上軟件都不夠完善，設(shè)計(jì)出圖不夠精細(xì)，而且設(shè)計(jì)圖紙出圖后需要設(shè)計(jì)師再進(jìn)行信息完善，因此工作量依然很大。③BIM設(shè)計(jì)流程的相關(guān)問題。BIM設(shè)計(jì)多為三維出圖，這和傳統(tǒng)的二維審圖報(bào)批的程序之間存在沖突，政府應(yīng)當(dāng)密切注意建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施和完善，為BIM技術(shù)的推廣奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4結(jié)束語

雖然在BIM技術(shù)推廣應(yīng)用，其中協(xié)同設(shè)計(jì)的理念以及很多的規(guī)范性內(nèi)容，對(duì)于設(shè)計(jì)人員、施工人員在工作中的適應(yīng)和上手操作是一個(gè)問題。但隨著我國各個(gè)設(shè)計(jì)單位對(duì)BIM技術(shù)的不斷嘗試和應(yīng)用，以及在實(shí)踐中完善軟件系統(tǒng)，BIM技術(shù)會(huì)在建筑行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展中，逐漸對(duì)傳統(tǒng)的按照建筑生命周期進(jìn)行工作的方式進(jìn)行改進(jìn)，發(fā)揮其巨大的應(yīng)用價(jià)值。

作者:朱寶勝 單位:安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

[1]方婉蓉.基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)研究[D].武漢科技大學(xué),2013.

[2]邵光華.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].青島理工大學(xué),2014.