摘要:現(xiàn)在建筑行業(yè)的應(yīng)用的主流前景就是在信息模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)工作，將施工中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件以立體的方式在設(shè)計(jì)圖中進(jìn)行展示。本文以BIM的建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)圖設(shè)的優(yōu)勢進(jìn)行分析，并將BIM的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行闡述，結(jié)合實(shí)際的案例，將BIM的優(yōu)勢進(jìn)行說明，為行業(yè)內(nèi)的相關(guān)設(shè)計(jì)施工人員提供可應(yīng)的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:BIM;建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)分析
一、前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展建筑業(yè)發(fā)展迅猛，以往的二維CAD技術(shù)是我國現(xiàn)階段建筑設(shè)計(jì)施工的主要交流手段，但是隨著科技與技術(shù)的不斷的發(fā)展與前進(jìn)，傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)也明顯顯現(xiàn)。經(jīng)過研究表明，CAD技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的信息共享是很難實(shí)現(xiàn)的，這對于建筑工程施工中的各種項(xiàng)目的實(shí)施難以開展。所以現(xiàn)在我們使用BIM進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，是未來建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的主要趨勢。
二、BIM技術(shù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國的政策的支持與環(huán)境因素的推動(dòng)，使得我國的對于建筑信息模型一直在進(jìn)行的著很積極的研究，從建筑工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)到施工管理環(huán)節(jié)，從建筑施工中的鋼結(jié)構(gòu)到混凝土結(jié)構(gòu)，這些都在一定的程度上得到了一定的發(fā)展，并且也相應(yīng)的取得了很多的研究成果。選用ObjectAＲX技術(shù)在AutoCAD平臺上進(jìn)行二次開發(fā)，高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的BIM軟件進(jìn)行了建立，這種軟件可以實(shí)現(xiàn)對高層鋼結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算與規(guī)范校核，可以將高層鋼結(jié)構(gòu)有限元的計(jì)算模型進(jìn)行讀入，這種軟件的使用在上海中心工程的使用中得到了成功的運(yùn)用。并且對于建筑工程周期中的不同的階段其對于不同的模型信息的需求可以得到滿足，在BIM中輸出合理的信息，在基于AutoCAD圖形引擎的BIM三維實(shí)體建模，并且將其轉(zhuǎn)化為平面的模型的方法，這樣可以通過在工程實(shí)例中對其可能性進(jìn)行驗(yàn)證。我們從現(xiàn)在有以經(jīng)完成的研究技術(shù)成果進(jìn)行分析我們得知，我國國內(nèi)對于BIM的研究主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面上，其一是對BIM軟件在即有的工程中的應(yīng)用，其二就是對BIM進(jìn)行軟件的二次開發(fā)研究工作。我國目前對BIM沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)內(nèi)也沒有一個(gè)規(guī)范，所以這對于BIM在未來的研究中會(huì)受到很大的限制�，F(xiàn)在我們所使用的BIM技術(shù)多是由國外的企業(yè)開發(fā)而成，造成了使用中與我國的一些規(guī)范無法成功的進(jìn)行匹配，與實(shí)際的設(shè)計(jì)施工工作脫節(jié)，無法對建筑工程的設(shè)計(jì)與施工提供方便快捷與批量的工作幫助。所以現(xiàn)在我國對于BIM的使用多是在一些大型的項(xiàng)目中，一些項(xiàng)目里進(jìn)行有選擇性的使用其內(nèi)的一些功能。在這種情況下，我國應(yīng)該盡快的對其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，出臺一些BIM相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。
三、BIM的優(yōu)勢
BIM是在建設(shè)設(shè)計(jì)與施工中，以數(shù)字的形式將建筑的結(jié)構(gòu)施工中的不同信息進(jìn)行展現(xiàn)的方式，對于建筑信息實(shí)現(xiàn)資源共享的新技術(shù)。我們利用建筑信息模型所進(jìn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工具有以下幾種優(yōu)勢:首先，其集成的信息量較大。BIM可以將建筑中所使用的材料、建筑物的使用性質(zhì)、建筑結(jié)構(gòu)間不同的空間關(guān)系等一些綜合性的信息進(jìn)行統(tǒng)一的處理，并且隨著信息技術(shù)的發(fā)展，還可以使用信息技術(shù)將建筑施工中一些具體的信息以數(shù)字化、模型化的方式進(jìn)行展現(xiàn)，這樣就可以成功的為建筑相關(guān)的設(shè)計(jì)與施工人員在其使用與工程相關(guān)的信息時(shí)可以方便的進(jìn)行調(diào)閱。其次，對于建筑工程的設(shè)計(jì)圖紙可以有效的進(jìn)行可視的轉(zhuǎn)變，建筑行業(yè)中原有的二維CAD軟件，在使用中與BIM模型技術(shù)相比較，BIM技術(shù)可以以精確的將建筑構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化，在設(shè)計(jì)的圖紙中就可以將其以立體的方式進(jìn)行展現(xiàn)，對于建筑工程的施工效率進(jìn)行有效的提高，同時(shí)準(zhǔn)確率也得到了提升。第三，建筑設(shè)計(jì)意圖的后期修改在傳統(tǒng)技術(shù)中是較為困難的，BIM技術(shù)卻可以為其提供便利，通過BIM技術(shù)通過圖例可以將其修改中的建筑結(jié)構(gòu)中的影響進(jìn)行真實(shí)的反映，并且通過模型軟件中的相關(guān)模塊進(jìn)行利弊分析，使相關(guān)工作人員的工作效率可以有效的進(jìn)行提高。
四、設(shè)計(jì)流程分析
1、設(shè)計(jì)流程概述工程設(shè)計(jì)的相關(guān)人員通過對建筑設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行結(jié)構(gòu)與模型的分析，在軟件中對結(jié)構(gòu)力與建筑構(gòu)件進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，將得到的結(jié)果進(jìn)行相互間的交流與反饋，對于設(shè)計(jì)中的不足之處進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整與增減，以達(dá)到相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工要求，然后將其進(jìn)行圖紙的繪制，BIM的模型圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成。2、案例設(shè)計(jì)流程剖析我們用建筑工程的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工為實(shí)例，然后通過BIM模型為基礎(chǔ)對結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)流程進(jìn)行分析，對BIM設(shè)計(jì)的模型及所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，其驗(yàn)證程序如下:第一，在操作的軟件當(dāng)中，我們根據(jù)建筑工程的相關(guān)的信息與要求進(jìn)行BIM模型的建立，然后我們將以經(jīng)設(shè)計(jì)完成的模型進(jìn)行后期操作與處理軟件的程序的導(dǎo)入。第二，我們對于模型設(shè)計(jì)中的一些不足之處進(jìn)行補(bǔ)充與后期的完善，并且通過軟件對內(nèi)部力學(xué)進(jìn)行分析，如，我們在建筑工程的混凝土施工過程中，其混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫、收縮、變形等相關(guān)問題，這些問題的產(chǎn)生都會(huì)導(dǎo)至其內(nèi)力產(chǎn)生分布變化，在這種情況下我們需要根據(jù)BIM的分析模型對其內(nèi)的有限元進(jìn)行逐步的分析，對建筑工程的施工過程還有結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，具體有以下過程:在建筑工程的施工操作過程中，或是因其施工中的其他因素的影響，會(huì)引起應(yīng)變的增量(cm)和應(yīng)力變化量(KN)，為時(shí)刻的應(yīng)力變化量(KN)，鋼筋混凝土的彈性模量(Pa)，是指到其應(yīng)變增量的(cm)，其為鋼筋混凝土的松馳系數(shù)，我們可以通過查閱得出，混凝土在其中的徐變系數(shù)。我們根據(jù)查閱，可以對其進(jìn)行精確的計(jì)算得出鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力是隨首應(yīng)變增量的變化而變化，通過相關(guān)的操作軟件對混凝土的變化過程進(jìn)行預(yù)期的結(jié)果模擬，并進(jìn)行分析，然后這建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工提供參考。第三，我們通過上式的計(jì)算，可以生成BIM結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)模型，然后我們將BIM模型設(shè)計(jì)中的構(gòu)件的基本信息與建筑產(chǎn)品自身的數(shù)據(jù)描術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(IFC)進(jìn)行二者間的比對，我們可以得到IFC信息模型。第四，將Etabs軟件對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果到處Access數(shù)據(jù)文件，另外還應(yīng)該對BIMSD結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行利用通過IFC接口將其內(nèi)里的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)信息的導(dǎo)入，最后將其構(gòu)建的信息模型進(jìn)行耦合，到此才將建筑結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)BIM完善的建立。第五，我們在應(yīng)用層中，將以經(jīng)完整的結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)進(jìn)行檢測、建筑結(jié)構(gòu)施工圖進(jìn)行修改、增減設(shè)計(jì)、算量統(tǒng)計(jì)、圖檔管理、規(guī)范校驗(yàn)等。這樣可以讓其設(shè)計(jì)得到更進(jìn)一步的完善。
結(jié)束語
根據(jù)我們對上面的研究我們得知，我們通過使用BIM對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，我們不僅可以進(jìn)行三維立體化、參數(shù)化與數(shù)字化，可以使相關(guān)的設(shè)計(jì)人員的工作效率進(jìn)行提升，還可以保證其建筑工程中的不同項(xiàng)目種類可以準(zhǔn)確的進(jìn)行，使我國的建筑行業(yè)向更加的高效、便捷、科技化的方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變。我們必須在行業(yè)中進(jìn)行BIM的應(yīng)用，這樣不僅可以使建筑業(yè)的發(fā)展速度進(jìn)行加快，更可以促進(jìn)我國建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。
