1引言
當(dāng)前建筑工程中建筑形式、規(guī)模及數(shù)量日益增多，專業(yè)間如工程師、建筑師、設(shè)計人員及業(yè)主等面臨著高效溝通及信息共享問題，新型的BIM技術(shù)可以實現(xiàn)不同專業(yè)、不同部門之間的數(shù)據(jù)共享，方便優(yōu)化工作結(jié)構(gòu)，提高設(shè)計質(zhì)量。
2BIM技術(shù)的概述
2.1BIM技術(shù)的概念
BIM即建筑信息模型，是一種全新的信息化管理技術(shù)，其根據(jù)建筑工程項目中的各種相關(guān)信息建立工程數(shù)據(jù)模型，用于建筑工程項目的設(shè)計、施工及維護(hù)等管理過程，實現(xiàn)建筑工程過程的信息化和數(shù)字化。
2.2BIM技術(shù)的特點
（1）BIM具有信息集成的特點。BIM為建筑信息模型，是整個建筑工程詳細(xì)數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫，包括設(shè)計過程和設(shè)計信息。通過BIM，建筑的外觀、構(gòu)件，建筑施工材料、尺寸等任何信息均可被迅速精準(zhǔn)地找到。傳統(tǒng)設(shè)計在查找對比圖紙上有著明顯劣勢，在修改圖紙上更是工作繁重。BIM技術(shù)具有信息集成功能，數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)，在實際施工過程中如果出現(xiàn)問題需要對原設(shè)計稿進(jìn)行調(diào)整，工作人員只需對單項進(jìn)行修改便可生成最新的數(shù)據(jù)信息模型，工作效率大大提高，數(shù)據(jù)信息實時可靠。
（2）BIM能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同設(shè)計。建筑信息模型為設(shè)計人員、工程師、建筑師及業(yè)主提供了一個實時數(shù)據(jù)共享平臺。業(yè)主的需求、實際施工過程中遇到的問題均可在此平臺得到及時解決。同時BIM技術(shù)能夠自動檢測建筑構(gòu)件間的相互作用和影響，支持同類數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與組合，并根據(jù)參數(shù)設(shè)置給出合理的模型方式。相較于傳統(tǒng)各自為主的設(shè)計流程，BIM技術(shù)解決了不同專業(yè)、不同部門交流困難，無法協(xié)同工作的困境，有效降低了建筑企業(yè)的經(jīng)營成本，提高了建筑企業(yè)的質(zhì)量管理工作和安全管理工作水平，對推動我國建筑工程行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展意義重大。
3BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
3.1可視化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計
傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使用CAD軟件進(jìn)行二維繪圖，平面化建筑結(jié)構(gòu)，各設(shè)計圖之間存有割裂，而不同專業(yè)、不同部門之間又存在著專業(yè)知識差異，傳統(tǒng)設(shè)計很難將建筑結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息展示給不同用戶，如此可能影響最終設(shè)計的精確性。BIM技術(shù)可以利用三維模型技術(shù)將建筑結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息展現(xiàn)出來，并進(jìn)行動態(tài)演示，用戶可以直觀地觀測到建筑結(jié)構(gòu)的所有細(xì)節(jié)，這對及時發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的質(zhì)量或設(shè)計缺陷，或從構(gòu)件契合等設(shè)計中獲得啟發(fā)，提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量具有很大幫助。
3.2BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計
建筑信息模型包含建筑結(jié)構(gòu)的所有設(shè)計信息，其中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)相互關(guān)聯(lián)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中通過對不同參數(shù)進(jìn)行約束，確保設(shè)計人員在對建筑結(jié)構(gòu)形體構(gòu)建時的設(shè)計過程和設(shè)計信息數(shù)據(jù)得到及時更新。BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)置的參數(shù)在保證設(shè)計過程高質(zhì)量完成的同時，也能為其他工程提供相關(guān)參考。
3.3BIM技術(shù)用于建筑空間規(guī)劃
建筑基地的地形分析是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要步驟，尤其針對復(fù)雜地形，空間規(guī)劃極為重要。利用BIM技術(shù)可對建筑基地進(jìn)行空間分析及模擬，分析要素包括地質(zhì)環(huán)境、水文狀況、坡向、斜率等，并可運(yùn)用BIM技術(shù)初步探索建在復(fù)雜地形上的建筑物的可行性和效果，為設(shè)計人員提供借鑒。采用BIM技術(shù)的可視化分析功能可將建筑物的空間規(guī)劃以3D立體形式呈現(xiàn)出來，并通過相應(yīng)模型的建立實現(xiàn)規(guī)劃可視度分析、室內(nèi)視野分析以及周圍道路可視分析等，再綜合各影響因素便可逐步優(yōu)化空間規(guī)劃模型，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性、合理性。
3.4BIM技術(shù)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建模
建筑工程不斷發(fā)展，建筑設(shè)計更加自由開放，空間大、跨度大趨勢明顯，鋼結(jié)構(gòu)作為大跨度建筑物的主要結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用越來越廣泛。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及梁柱連接、梁梁鉸接及梁梁剛接等連接形式，建筑施工時面臨結(jié)構(gòu)連接及加強(qiáng)件布置等難點。BIM技術(shù)可以對各個連接件進(jìn)行專項設(shè)計并將其參數(shù)化，其信息集成和協(xié)同工作的特點可以實現(xiàn)參數(shù)共享，從而控制螺栓數(shù)量和間距。若參數(shù)在實地施工過程需要進(jìn)行調(diào)整，只需對單項更改便可形成新的連接。BIM技術(shù)的應(yīng)用使得設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計、加強(qiáng)件布置的過程中僅需繪畫出結(jié)構(gòu)的大樣，施工人員便可參考設(shè)計準(zhǔn)確找到加強(qiáng)件及連接件的位置，大大提高了施工效率，避免了鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的薄弱環(huán)節(jié)。
4BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的難點
4.1缺少標(biāo)準(zhǔn)體系
BIM技術(shù)源于美國，本土化程度不高，該技術(shù)無論對設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)、軟件應(yīng)用的學(xué)習(xí)以及所使用的硬件設(shè)備要求均比較高。我國還處于BIM技術(shù)應(yīng)用的探索階段，沒有相應(yīng)的技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，信息傳遞受礙，數(shù)據(jù)共享缺乏標(biāo)準(zhǔn)體系的規(guī)范及協(xié)調(diào)，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致出現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)受侵犯等法律問題。
4.2BIM技術(shù)推廣困難
①BIM技術(shù)在使用上成本過高，它需要高配置硬件、安全性及穩(wěn)定性高的存儲設(shè)備，BIM技術(shù)非本土，運(yùn)用該技術(shù)面臨著高額的軟件購買、軟件更新等成本，同時建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計企業(yè)還需花重金培訓(xùn)專業(yè)人員。②BIM技術(shù)具體操作上難度大。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在使用BIM技術(shù)時要考慮建筑模型空間態(tài)上的真實性，同時要充分考慮模型自動生成的施工圖紙的可實施性。因為BIM系統(tǒng)的運(yùn)作流程是將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型發(fā)送到結(jié)構(gòu)分析軟件，結(jié)構(gòu)分析軟件通過內(nèi)設(shè)算法再將建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計信息反饋出來，這就要求設(shè)計人員深諳BIM技術(shù)的原理并能因時因地靈活運(yùn)用。③BIM技術(shù)需緊密結(jié)合實際施工條件。建筑信息模型本質(zhì)上是集物理模型、建筑結(jié)構(gòu)分析模型和施工設(shè)計圖等的數(shù)據(jù)模型，不同建筑施工材料有其特有力學(xué)特征，其荷載、荷載組合及單元截面特性復(fù)雜多樣，BIM技術(shù)必須緊密結(jié)合實際施工條件才能保證物理模型與建筑結(jié)構(gòu)分析模型的無縫對接。如果建筑構(gòu)件的整體設(shè)計達(dá)不到相關(guān)規(guī)范或設(shè)計要求或建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件高度復(fù)雜，其在建筑施工過程中會導(dǎo)致施工困境的產(chǎn)生。
5結(jié)語
綜上所述，BIM技術(shù)取代傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方式是建筑領(lǐng)域快速健康持續(xù)發(fā)展的趨勢要求。BIM技術(shù)集成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的全部信息，支持不同專業(yè)、不同部門之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)了協(xié)同工作，為建筑企業(yè)降低建筑成本，高效完成建筑工程項目提供很大幫助。但BIM技術(shù)在應(yīng)用中還存在很多難點，這需要國家和企業(yè)協(xié)同共進(jìn)，推動BIM技術(shù)的普及及運(yùn)用，促進(jìn)建筑設(shè)計行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
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