bim技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展

1、BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展摘要：隨著全球化、知識(shí)化和信息化時(shí)代的來臨，信息日益成 為主導(dǎo)全球經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。 在現(xiàn)代信息技術(shù)的影響下， 建設(shè)項(xiàng)目的信息 化已經(jīng)成為一個(gè)炙手可熱的話題。本文主要闡述了 BIM技術(shù)的含義以 及特點(diǎn)，并介紹了 BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用中圖分類號(hào)： TU8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A1、引言建筑工程項(xiàng)目涉及專業(yè)眾多， 生命周期長而建設(shè)周期短， 其中結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)是抗震、安全等因素的重要保證。傳統(tǒng)的基于平面CADS計(jì)技 術(shù)只涉及建筑全生命周期某個(gè)階段的、 某個(gè)專業(yè)的領(lǐng)域應(yīng)用， 信息共 享與交換以人為主， 并需

2、借助多方軟件的輔助協(xié)同， 無法滿足目前建 筑業(yè)向低能耗、低污染、可持續(xù)發(fā)展方向的發(fā)展趨勢。建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM),是指在開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下設(shè)施的物理和功能特征， 及其相關(guān)的項(xiàng)目生命周 期信息的可計(jì)算或可運(yùn)算的表現(xiàn)形式,可有效地解決上述問題。 BIM 以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),通過一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn),目前主要是 IFC( Industry Foundation C l ass ) ,集成了建設(shè)工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息 的工程數(shù)據(jù)模型。2、BIM 技術(shù)的特點(diǎn)分析 建筑信息模型作為一種利用數(shù)字模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、 施工、管理的工 作過程或方法,其具有如下特點(diǎn)

3、： ( 1)信息集成：主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)信 息集成化和設(shè)計(jì)過程集成化。建筑信息模型是整個(gè)建筑工程單一的、 數(shù)字化的信息模型, 所有專業(yè)的設(shè)計(jì)信息都往這一個(gè)模型里添加。 因 此,信息模型是信息集成的實(shí)體。 在此基礎(chǔ)上各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)人員都可 以參與工作的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái), 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的集成化。 建筑信息 模型的核心是一個(gè)由計(jì)算機(jī)三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫, 涵蓋了建筑結(jié) 構(gòu)空間關(guān)系、構(gòu)件尺寸等幾何信息,建筑材料、各種建筑構(gòu)件的性質(zhì)及數(shù)量等物理信息，以及構(gòu)件連接方式、荷載、邊界條件等結(jié)構(gòu)分析 信息。建筑師、工程師和物業(yè)管理單位提取建筑內(nèi)的信息十分方便， 這種設(shè)計(jì)方法突破了傳統(tǒng)CAD方法，因此BIM技術(shù)被稱之

4、為設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè) 的第二次革命。（2）工作可傳遞性：建筑信息模型應(yīng)用程序的一個(gè)基 本特性是，在工程數(shù)據(jù)之間創(chuàng)建實(shí)時(shí)的、一致性的關(guān)聯(lián)。設(shè)計(jì)師無須 自己處理圖紙或更新鏈接。當(dāng)修改了某項(xiàng)內(nèi)容時(shí)，BIM系統(tǒng)會(huì)立即將修改反映到所有受影響的圖元。 另外，同一模型可以用于不同用途的 分析，比如BIM模型可用于結(jié)構(gòu)分析和施工模擬等。 工程師無需為進(jìn) 行不同分析而建立多個(gè)模型， 大大提高設(shè)計(jì)效率。（ 3）支持協(xié)同設(shè)計(jì)： 作為一種全新的設(shè)計(jì)平臺(tái)，BIM系統(tǒng)可以為設(shè)計(jì)、施工、業(yè)主、經(jīng)營 者之間建立溝通的橋梁 3 ，提供處理工程項(xiàng)目所需要的即時(shí)相關(guān)信 息?；谌S模型的碰撞檢測功能可以根據(jù)各專業(yè)不同的設(shè)計(jì)原則， BIM系統(tǒng)

5、能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)檢測構(gòu)件對(duì)象間的相互影響。大大提高設(shè)計(jì)團(tuán) 隊(duì)中建筑師與結(jié)構(gòu)工程師、 設(shè)備工程師之間的溝通效率， 從而縮短設(shè) 計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。3、BIM 技術(shù)在大跨空間結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用3.1、只有構(gòu)建建筑信息模型BIM，才能最大限度的提高生產(chǎn)效 率，縮短開發(fā)的周期，降低工程的成本，使企業(yè)更具有競爭資本。我 們看到越早使用 BIM 技術(shù)，越能有效的避免解決二維設(shè)計(jì)模式下可 能遇到的問題，包括低效率，設(shè)計(jì)變更頻繁，修改困難，溝通困難， 可視化差，多版本控制問題，我們說設(shè)計(jì)錯(cuò)誤是不可避免的，但是如 何有效的減少設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的原本可以避免的失誤， 是我們必須應(yīng)認(rèn)清 的問題。因此， BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以更

6、好地協(xié)調(diào)各專業(yè)工作，真正 實(shí)現(xiàn)成本降低， 避免設(shè)計(jì)變更， 最大化減少在施工階段出現(xiàn)原本可以 在設(shè)計(jì)中避免的失誤等。3.2 、 BIM 技術(shù)可以給大跨空間結(jié)構(gòu)帶來的效益， BIM 技術(shù)無疑 可以給大跨空間結(jié)構(gòu)帶來設(shè)計(jì)、 施工、運(yùn)營乃至全生命周期帶來巨大 的效益，并且給業(yè)主帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 由于設(shè)計(jì)階段是決定其造 價(jià)的重要因素，所以設(shè)計(jì)階段是實(shí)施大跨空間結(jié)構(gòu)非常重要的步驟。 如果基本設(shè)計(jì)完成，如果在以后階段實(shí)施中遇到問題 （ 尤其是施工階 段），其成本不低，因此必須重視方案和基本設(shè)計(jì)。BIM 技術(shù)應(yīng)用大 跨空間結(jié)構(gòu)過程的各個(gè)階段，形成工程項(xiàng)目的全生命周期管理系統(tǒng)， 通過在設(shè)計(jì)階段就開始構(gòu)建 B

7、IM 模型，后期的施工、調(diào)試、運(yùn)營借 此模型繼續(xù)添加各自信息，最終實(shí)現(xiàn)信息的分享。3.3 、以大空間結(jié)構(gòu)為例， 具體的 BIM 實(shí)施方案為： 在設(shè)計(jì)階段， 構(gòu)建結(jié)構(gòu)專業(yè)的建筑信息模型 BIM 的歐特克公司使用的是基于 BIM 技術(shù)的軟件 Revit Structure，與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件 MIDAS GEN軟件的前后處理文本結(jié)果進(jìn)行二次開發(fā)， 因此采用 fortran 語言及 C# 語言 對(duì) MIDAS 文本結(jié)果格式進(jìn)行二次開發(fā)， 使之被 Revit 讀取，以此來 實(shí)現(xiàn)兩者的兼容性。使用 BIM 技術(shù)，過去對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化， 對(duì)比需要反復(fù)的 建模，浪費(fèi)大量的人力物力，往往也得不到最優(yōu)的 解決方

8、案，現(xiàn)在使用 BIM 技術(shù)，從數(shù)學(xué)或者美學(xué)的角度調(diào)整方案， 更好的實(shí)現(xiàn)模型的理論上的邏輯關(guān)系， 對(duì)其的控制也是最大的， 否則 只能實(shí)現(xiàn)局部的參數(shù)變化，產(chǎn)生第一次優(yōu)化，第二次優(yōu)化，直到優(yōu)化 最優(yōu)的結(jié)果為止。3.4 、BIM 技術(shù)在大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀。 國產(chǎn)不少鋼結(jié)構(gòu)軟 件伴隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展也在快速發(fā)展著， 近年來計(jì)算技術(shù)的 飛速發(fā)展 ,許多科研單位也成功研制開發(fā)了商品化設(shè)計(jì)程序，并順利 推向市場 , 它們都是建立在理論研究與大量工程實(shí)踐基礎(chǔ)上，所以保 證了軟件的正確性。浙大空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件 MSTCAD和同濟(jì) 大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)軟件3D3S是這批軟件中的佼佼者.由于軟件開發(fā)者熟知 中

9、國國情，所以它們研發(fā)的空間結(jié)構(gòu)軟件一般都具有完善的前后處理 功能, 很方便的繪制施工圖及建模前處理，也可以在電腦上進(jìn)行復(fù)雜 的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 這些程序的使用， 為促進(jìn)我國的空間鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 與應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件， 為我國空間結(jié)構(gòu)事業(yè)的遍地開花做出了不少 的貢獻(xiàn)，由于是國產(chǎn)軟件， 更了解國人的軟件操作習(xí)慣，所以在它們 大多有一個(gè)友好的用戶界面， 功能可以包括空間結(jié)構(gòu)的三維建模， 靜 態(tài)和動(dòng)態(tài)計(jì)算分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)施工圖的自動(dòng)生成，節(jié)點(diǎn)詳圖自 動(dòng)生成等，得到了大量的應(yīng)用。4、結(jié)束語BIM（建筑信息模型）是一種全新的建筑信息理念，它將建筑信息 的創(chuàng)建和使用集成在一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)中， 從而能保證數(shù)據(jù)的一致性與完整性。從二維 CAD 輔助繪圖技術(shù)到采