本文摘要：摘要：我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用，如在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)實(shí)用的應(yīng)用流程，使BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以凸顯，這也就要求相應(yīng)的技術(shù)人員能夠找出BIM技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的結(jié)合點(diǎn)，使BI
摘要：我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用，如在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)實(shí)用的應(yīng)用流程，使BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以凸顯，這也就要求相應(yīng)的技術(shù)人員能夠找出BIM技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的結(jié)合點(diǎn)，使BIM技術(shù)能更有效地應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率的全面提高。另外，一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接決定了建筑在施工階段及以后使用階段的安全系數(shù)，因此，將BIM技術(shù)引入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，是企業(yè)發(fā)展、建筑安全建設(shè)的重要保障措施。
關(guān)鍵詞：BIM;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);研究;實(shí)現(xiàn)
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率低的主要原因
目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常采用結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)來(lái)描述結(jié)構(gòu)構(gòu)件的數(shù)據(jù)參數(shù)，這也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而所有設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展都需要依靠結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程，從實(shí)際出發(fā)，包括方案設(shè)計(jì)階段、結(jié)構(gòu)計(jì)算階段、施工圖制作階段和碰撞檢驗(yàn)階段，每一階段都需要四套結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型來(lái)支持，這四套模型往往具有一定的獨(dú)立性，這也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率低下的主要原因[1]。
2BIM建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程分析
隨著B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，參與BIM的人員的專(zhuān)業(yè)分工也發(fā)生了變化。整個(gè)設(shè)計(jì)單位要有專(zhuān)門(mén)的BIM技術(shù)管理部門(mén)，其他專(zhuān)業(yè)人員要各司其職，共同完成建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計(jì)。就目前BIM的應(yīng)用情況而言，專(zhuān)業(yè)協(xié)同的效率較低，而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展又不能滿(mǎn)足協(xié)同設(shè)計(jì)的基本要求，無(wú)法全面實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的全面應(yīng)用。
在當(dāng)前階段下，應(yīng)從現(xiàn)有技術(shù)條件出發(fā)，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息集成，徹底解決設(shè)計(jì)中依賴(lài)CAD手工繪圖的問(wèn)題，在充分利用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，更全面地運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，把BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中[2]。當(dāng)前階段之下，想要將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中。應(yīng)先建立建筑物的結(jié)構(gòu)模型，再對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而確定建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，再生成相應(yīng)的模板圖，在模板圖生成后，對(duì)修改過(guò)的建筑物模型進(jìn)行自動(dòng)的更新和計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)施工圖自動(dòng)生成，并將建筑物的結(jié)構(gòu)模型發(fā)送到Revit軟件進(jìn)行碰撞檢測(cè)。這樣既能滿(mǎn)足當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，又能使BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程得到全面實(shí)施。
3AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù)
從以往建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中產(chǎn)生低效的原因分析，AutoCAD的自動(dòng)成圖功能是目前提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率的關(guān)鍵，通過(guò)AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù)，可以減少在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所需的人力、物力，提高設(shè)計(jì)效率，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的全面應(yīng)用。目前，許多設(shè)計(jì)者仍采用AutoCAD手繪圖紙的形式進(jìn)行圖紙繪制，而要實(shí)現(xiàn)AutoCAD的自動(dòng)成圖，則需要通過(guò)設(shè)計(jì)軟件的快速成圖技術(shù)，加入聯(lián)機(jī)修改功能，從而使AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù)能夠滿(mǎn)足施工設(shè)計(jì)的基本要求。借助BIM技術(shù)，高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算完成后，可以在AutoCAD系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)十幾組標(biāo)準(zhǔn)圖層模板和配筋圖的生成。為了使這些圖形的標(biāo)準(zhǔn)與使用要求相一致，需要從以下方面完善自動(dòng)成圖技術(shù)[3]。
3.1建立描述墻柱梁板的通用結(jié)構(gòu)模型
應(yīng)用AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)成圖，就必須建立相應(yīng)的墻柱梁板通用結(jié)構(gòu)模型，有效地解決混凝土結(jié)構(gòu)施工構(gòu)件的數(shù)學(xué)描述問(wèn)題，從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率。我國(guó)自1993年就開(kāi)始著手建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，從實(shí)際情況來(lái)看，目前的數(shù)學(xué)模型已經(jīng)能夠在一天之內(nèi)完成一個(gè)廠(chǎng)房的設(shè)計(jì)，能達(dá)到較好的設(shè)計(jì)效果[4]。
3.2使規(guī)范要求與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有機(jī)結(jié)合應(yīng)用自動(dòng)成圖技術(shù)時(shí)，其設(shè)計(jì)成果既要能滿(mǎn)足我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，又要能體現(xiàn)設(shè)計(jì)的智能化和個(gè)性化，從而使設(shè)計(jì)者的繪圖過(guò)程完全模仿。它還要求相應(yīng)的技術(shù)人員能將多名工程師的繪圖思路和操作流程進(jìn)行集成，并輸入到專(zhuān)業(yè)的繪圖系統(tǒng)中，從而使繪圖結(jié)果更能符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體要求。
3.3設(shè)計(jì)習(xí)慣要具有選擇性因?yàn)椴煌脑O(shè)計(jì)者有不同的設(shè)計(jì)習(xí)慣，所以在AutoCAD的自動(dòng)成圖技術(shù)中，施工圖的表示應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)習(xí)慣而定，在數(shù)學(xué)模型的建立和描述上要更加完善和開(kāi)放，能滿(mǎn)足不同設(shè)計(jì)院的基本需要。
3.4符合手工制圖的習(xí)慣AutoCAD的自動(dòng)成圖技術(shù)基礎(chǔ)在于手工成圖，而自動(dòng)成圖技術(shù)的目標(biāo)是獲得相應(yīng)的施工圖，從而減少手工繪圖中存在的諸多問(wèn)題，提高成圖的效率和質(zhì)量，因此，應(yīng)使手工成圖和自動(dòng)成圖結(jié)果保持一致，否則，涉及人員的基本需求將難以滿(mǎn)足。AutoCAD自動(dòng)化制圖技術(shù)中，包含了兩個(gè)不同的技術(shù)路線(xiàn)，一個(gè)是基本圖元繪圖，另一個(gè)是自定義實(shí)體繪圖，兩個(gè)繪圖技術(shù)路線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足施工對(duì)技術(shù)性和靈活性的要求，使之符合設(shè)計(jì)者手工制圖的習(xí)慣。
3.5一次性生成所有的構(gòu)件圖樣一次生成所有組件圖樣是保證AutoCAD自動(dòng)化成圖技術(shù)效率的關(guān)鍵，在相應(yīng)的Dwg文件下，要包括所有標(biāo)準(zhǔn)的組件模板的組件圖形，同時(shí)組件圖樣必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范和要求，以使設(shè)計(jì)過(guò)程更簡(jiǎn)單、更方便，同時(shí)還能降低出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和問(wèn)題的機(jī)會(huì)。
3.6智能化的字符標(biāo)記
利用自動(dòng)成圖技術(shù)，在AutoCAD中，每個(gè)圖元的位置和大小都能被標(biāo)注出來(lái)，并考慮到它們之間存在的聯(lián)系，使每個(gè)圖元素能智能的移動(dòng)到不重疊的位置，從而使圖元更直觀、更清晰，可以直接應(yīng)用于設(shè)計(jì)方案中。
4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的聯(lián)動(dòng)修改
應(yīng)用BIM技術(shù)后，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要能夠協(xié)同設(shè)計(jì)，對(duì)模型中的內(nèi)容進(jìn)行修改后，模型中的其他內(nèi)容也會(huì)隨之修改，這也要求成圖技術(shù)中引入聯(lián)動(dòng)修改機(jī)制，以提高修改效率。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)兩個(gè)邊緣構(gòu)件合并時(shí)，能夠合并構(gòu)件的編號(hào)，并將相應(yīng)的信息、參數(shù)和數(shù)據(jù)傳遞給兩個(gè)邊緣構(gòu)件，這樣可以使邊緣構(gòu)件合并過(guò)程更快，同時(shí)減少產(chǎn)生多種錯(cuò)誤的可能性，提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。并且在BIM下的GSPLOT軟件中，與之相對(duì)應(yīng)的部件數(shù)據(jù)信息和人工編輯命令就有50多個(gè)，全部包含了聯(lián)機(jī)修改功能，可以使圖形修改的效率得到全面提高。
5Revit轉(zhuǎn)換接口
目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)通常是通過(guò)Revit軟件實(shí)現(xiàn)的。但直接在建筑結(jié)構(gòu)模型中建立結(jié)構(gòu)模型往往需要耗費(fèi)大量的人力、物力，因此，在常用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中，可以通過(guò)三維分析模塊，快速地將模型轉(zhuǎn)換為Revit軟件，將其歸納總結(jié)，使建筑結(jié)構(gòu)模型的建模效率得到全面提高。一般而言，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，比較常用的構(gòu)件類(lèi)型都有相應(yīng)的Revit柱類(lèi)型，這些界面類(lèi)型都可以自動(dòng)生成到軟件中，通過(guò)轉(zhuǎn)換接口的應(yīng)用，還可以使建筑結(jié)構(gòu)的效率得到有效地提高，模型構(gòu)件的精確度更高，誤差和缺陷的問(wèn)題更少，是目前比較有效的應(yīng)用BIM技術(shù)的方式。
6在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用BIM技術(shù)
6.1運(yùn)用BIM進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)建模
傳統(tǒng)的CAD建模方法，在建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，只能對(duì)建筑物進(jìn)行簡(jiǎn)單的二維造型，在需要三維造型的階段，設(shè)計(jì)者往往是用泡沫、紙殼等實(shí)體材料進(jìn)行造型，而且后續(xù)的結(jié)構(gòu)修改、參數(shù)修改都要以此為基礎(chǔ)，因此，有工作量大，設(shè)計(jì)工作復(fù)雜的問(wèn)題。同時(shí)，當(dāng)BIM技術(shù)被引入到建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域之后，突破了傳統(tǒng)建模方法的限制，可以將建筑作為一個(gè)三維實(shí)體模型，并展示出所設(shè)計(jì)建筑的所有結(jié)構(gòu)的真實(shí)信息，也能有效地突出各部分結(jié)構(gòu)與整體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系[5]。將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的可視化，而且能快速有效地發(fā)現(xiàn)所展示的設(shè)計(jì)模型中的缺陷。以我國(guó)西部某中心體育場(chǎng)為例，體育城外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用了花瓣?duì)畹脑O(shè)計(jì)思想，體現(xiàn)了典雅、高端的大氣，但由于體育場(chǎng)主體花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，傳統(tǒng)的CAD建模和實(shí)體材料建模，難度很大，且與結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)有關(guān)的修正也比較復(fù)雜。
將基于BIM技術(shù)的軟件引入CCDI設(shè)計(jì)工作中，對(duì)體育場(chǎng)工程主體部分進(jìn)行了三維建模，同時(shí)將專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)所建模型與主體結(jié)構(gòu)模型相融合，有效地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)造、數(shù)據(jù)修正，成功地消除結(jié)構(gòu)中的各種隱患，避免設(shè)計(jì)返工現(xiàn)象。設(shè)計(jì)人員往往只有設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)知識(shí)，沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)施工的經(jīng)驗(yàn)，因而會(huì)出現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段忽視施工的具體難易程度，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的施工難度很大，而且建設(shè)方無(wú)法按圖紙要求完成施工。對(duì)此，利用BIM技術(shù)可以直觀地展示設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)，讓建設(shè)方也參與到設(shè)計(jì)工作中來(lái)，這樣，在體育場(chǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中就能充分考慮到實(shí)際施工的難度，有效地提高設(shè)計(jì)方案的可實(shí)施性。
6.2運(yùn)用BIM進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建模
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑模型設(shè)計(jì)中最復(fù)雜的工作之一，在加強(qiáng)件布置及連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，涉及到多個(gè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，同時(shí)工作量也很大，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤問(wèn)題。對(duì)于這一問(wèn)題，可以采用BIM技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中的梁高進(jìn)行計(jì)算，并專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)出連接件。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)連接件，BIM技術(shù)能夠以鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)為基礎(chǔ)，有效地處理連接件，并通過(guò)參數(shù)數(shù)據(jù)有效地控制連接件的間距和數(shù)量，在此過(guò)程中，只需由設(shè)計(jì)人員對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，就可以設(shè)計(jì)出新的連接件。同時(shí)，為了保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工過(guò)程的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)者可以采用BIM技術(shù)繪制強(qiáng)化件樣圖，以判斷強(qiáng)化件在工程中的具體位置。
6.3運(yùn)用BIM進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)性能分析
跨專(zhuān)業(yè)交叉應(yīng)用，是當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中大多數(shù)建筑設(shè)計(jì)師采用的主要設(shè)計(jì)原則，所謂跨專(zhuān)業(yè)交叉應(yīng)用，就是在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，將建筑中的一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所牽扯到的專(zhuān)業(yè)進(jìn)行集中，通過(guò)建立建筑的虛擬模型，使整個(gè)建筑中的個(gè)體形成相互支持的關(guān)系。采用BIM技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行高效、科學(xué)的分析，其分析過(guò)程相對(duì)于傳統(tǒng)的性能分析更為方便、準(zhǔn)確，只需將已建立好的BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到性能分析軟件，再用相關(guān)軟件對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，即可確定該建筑模型設(shè)計(jì)的牢固性、舒適性、穩(wěn)定性是否符合設(shè)計(jì)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行快速解決，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到良好的優(yōu)化，從而提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
7結(jié)束語(yǔ)
總而言之，伴隨著國(guó)內(nèi)科技水平的持續(xù)提高，也進(jìn)一步推動(dòng)了建筑工程領(lǐng)域的全面發(fā)展，尤其是隨著人民生活水平的不斷提高，對(duì)建筑工程質(zhì)量也提出了更高的要求。因此，相關(guān)規(guī)劃工作者必須進(jìn)一步加強(qiáng)BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃中的應(yīng)用，以進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃品質(zhì)，全面推動(dòng)國(guó)內(nèi)建筑工程領(lǐng)域的良性發(fā)展。 BIM技術(shù)在建筑工程行業(yè)的全面應(yīng)用，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域引發(fā)了一場(chǎng)全面的技術(shù)變革，在BIM技術(shù)的應(yīng)用之下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也擺脫了過(guò)去二維的制圖形勢(shì)，走入了三維設(shè)計(jì)的全新時(shí)代。
建筑工程論文范例： 建筑工程中高層建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究
然而我國(guó)BIM技術(shù)的研究起步較晚，計(jì)算機(jī)技術(shù)也無(wú)法滿(mǎn)足BIM技術(shù)全面應(yīng)用的具體需求，這也就要求了相應(yīng)的人員能夠?qū)υO(shè)計(jì)的過(guò)程進(jìn)行全面的優(yōu)化，從而使BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程更具有操作性和便捷性，提升BIM技術(shù)的應(yīng)用效力。從當(dāng)前來(lái)看，AutoCAD自動(dòng)成圖技術(shù)和Revit轉(zhuǎn)換接口技術(shù)比較符合BIM技術(shù)應(yīng)用的基本要求，而本文也對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行了深入的論述，希望能對(duì)BIM技術(shù)的全面推廣起到一定的積極作用。
參考文獻(xiàn)
[1]李華峰,崔建華,甘明,等.BIM技術(shù)在紹興體育場(chǎng)開(kāi)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu),2013(17):144-148.
[2]孫曉翔,閻子鑫.BIM正向設(shè)計(jì)技術(shù)在某小學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城市住宅,2018,25(7):30-32.
[3]楊震卿,張莉莉,張曉玲,等.BIM技術(shù)在超高層建筑工程深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2014,45(2):115-118.
[4]李飛,劉宇恒,楊成,等.基于BIM技術(shù)施工場(chǎng)地布置研究與應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù),2017,9(1):60-64
[5]白宇劉潔.基于BIM技術(shù)的公路改擴(kuò)建施工保通方案設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J].公路.2021,(04):216-221.
作者：舒鵬
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