建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
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第1篇
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全問(wèn)題是所有從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究的人們一生都要面對(duì)的問(wèn)題，本文作者結(jié)合自己的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，簡(jiǎn)述了當(dāng)代建筑師的設(shè)計(jì)思維對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全所提出來(lái)的挑戰(zhàn)，并且，通過(guò)一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師對(duì)當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)潮流的感悟與認(rèn)識(shí)，提出了保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全所必須堅(jiān)持的基本原則。文章最后，對(duì)參與當(dāng)代中國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者們提出了一些期望。
關(guān)鍵詞建筑表達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全建筑情感爭(zhēng)議結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐
■前言
一段時(shí)間以來(lái)，由法國(guó)巴黎戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)2E侯機(jī)廳通道部分倒塌事故引起的對(duì)結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題的討論成為業(yè)界甚至各種傳媒的熱門話題，由之引起的對(duì)國(guó)家大劇院以及各奧運(yùn)在建項(xiàng)目進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全再認(rèn)識(shí)的聲音也不時(shí)傳起。特別是對(duì)正在設(shè)計(jì)施工中的奧運(yùn)項(xiàng)目，按照政府決策部門的意見，建設(shè)單位組織結(jié)構(gòu)有關(guān)專家逐個(gè)項(xiàng)目地進(jìn)行了更為嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全評(píng)估。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全是我們所有從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究工作者必須面對(duì)和回答的問(wèn)題，巴黎戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)事故是結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用壽命初期（投入運(yùn)營(yíng)一年），在常規(guī)荷載作用（沒有恐怖襲擊、沒有惡劣的區(qū)域突發(fā)自然災(zāi)害）的情況下發(fā)生的，就是說(shuō)，一定是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或施工的某個(gè)環(huán)節(jié)給結(jié)構(gòu)留下了致命的內(nèi)部缺陷才造成的，這一缺陷既可能是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論方面的，也可能是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造方面的，既可能是結(jié)構(gòu)材料使用方面的，還可能是建造過(guò)程中的施工質(zhì)量控制方面的，等等。無(wú)論什么原因，這種結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)都是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則所不允許的，引起我們的警覺也是應(yīng)該的。
另一方面，我們也還是應(yīng)該理性地、科學(xué)地、全面地分析和把握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全問(wèn)題。其實(shí)，追溯人類改造自然、改造世界的歷史足跡，我們還是有理由對(duì)當(dāng)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和建造技術(shù)的發(fā)展水平感到自豪的。雖然我們現(xiàn)在感覺是越來(lái)越累，越來(lái)越難，但是在力學(xué)和材料科學(xué)發(fā)展的有力支撐下，我們所從事的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造技術(shù)的發(fā)展還是基本上滿足了那些滿腦子求新求奇，求高求廣的所謂當(dāng)代建筑師的表達(dá)欲望與需求的。
■世界上沒有自由的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，但假如沒有我們，也就沒有建筑表達(dá)的自由
建筑師設(shè)計(jì)東西，無(wú)非表達(dá)兩種需求，一種是傳統(tǒng)意義上的功能需求，另外一種就是表達(dá)建筑情感，或者說(shuō)是通過(guò)建筑表達(dá)情感。這種情感表達(dá)方面的需求可能是來(lái)自公眾的，也可能是來(lái)自政府或領(lǐng)導(dǎo)意志的，還可能就是直接來(lái)自建筑師的美學(xué)修為的。建筑師可以利用建筑特有的元素，比如建筑材料的材質(zhì)、裝飾材料的色彩等進(jìn)行其建筑情感的表達(dá)，但是這種表達(dá)的效果和能力是有限的，建筑師更重要的手段則是借助結(jié)構(gòu)的能力完成這一表達(dá)需求，從這個(gè)意義上說(shuō)，建筑師豐富的想象力既給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了課題、帶來(lái)了挑戰(zhàn)，同時(shí)也就給結(jié)構(gòu)工程師帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。
國(guó)家大劇院超大超深的地下結(jié)構(gòu)體量，橢球拋物面殼體屋頂和圍繞殼體的環(huán)形水池都是安得魯實(shí)現(xiàn)其劇院功能需求與其情感表達(dá)需求的手法和元素。為了在不超越人民大會(huì)堂的限定高度內(nèi)，完成劇場(chǎng)功能對(duì)豎向尺度的需求，“深入地下”是其自然的（也許是無(wú)奈的）選擇；橢球拋物面殼體屋頂罩住其下的三個(gè)功能劇場(chǎng)是建筑師進(jìn)行區(qū)域空間整和的一種手段，在這塊區(qū)域上的建筑物進(jìn)行這樣的整和處理我認(rèn)為是必要的；建筑師設(shè)置環(huán)形水池的目的在于其制造區(qū)域?qū)庫(kù)o氣氛的需要，這種建筑情感表達(dá)上的需求也是必要的。
國(guó)家大劇院總平面圖
同樣的，在建的國(guó)家體育場(chǎng)（簡(jiǎn)稱“鳥巢”）以及國(guó)家游泳中心（簡(jiǎn)稱“水立方”）等標(biāo)志性建筑，她們不單單是承載著滿足舉辦奧運(yùn)會(huì)各單項(xiàng)體育功能方面的需求，也還要承載著通過(guò)其“別樣”的建筑形象來(lái)表達(dá)全國(guó)人民百年奧運(yùn)夢(mèng)想成真的情感需求，承載著要為最出色的一屆奧運(yùn)會(huì)留下最出色的“建筑遺產(chǎn)”的使命。
自然的，建筑師是無(wú)法單獨(dú)承擔(dān)這樣的使命的，必須依靠結(jié)構(gòu)工程師的支持來(lái)實(shí)現(xiàn)其“特別”的表達(dá)需求。或者說(shuō)，結(jié)構(gòu)工程師在這個(gè)時(shí)侯是沒有選擇的自由的，只有絞盡腦汁為建筑師的這種需求尋找“解決方案”，于是，百年之前的理論物理學(xué)命題“泡沫理論”被結(jié)構(gòu)師拿來(lái)經(jīng)過(guò)有趣的數(shù)學(xué)變換，最終成了表達(dá)建筑師“看似無(wú)序的水分子結(jié)構(gòu)”的最好載體。
國(guó)家游泳中心總平面圖
■建筑結(jié)構(gòu)形式的爭(zhēng)議多半不是“好與不好”的問(wèn)題，而是“值與不值”的問(wèn)題
為了滿足建筑師們的“浪漫”需求，在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成方式無(wú)能為力的時(shí)候，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師就必須探索新的、非傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成方式。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本形式，可以說(shuō)已經(jīng)被我們認(rèn)識(shí)的差不多了，但是，這種說(shuō)法只是限于基本體系，并不意味著創(chuàng)造新的結(jié)構(gòu)形態(tài)可能性的減少，在擁有無(wú)限多樣的物種的豐富多彩的世界里，限定結(jié)構(gòu)形態(tài)的類型顯然是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>
結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)就是在既要保證結(jié)構(gòu)安全同時(shí)又要滿足建筑美學(xué)需求的杠桿上尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。只是，世界上終究沒有免費(fèi)的午餐，當(dāng)各種或是張揚(yáng)的、或是陌生的結(jié)構(gòu)形態(tài)出現(xiàn)的時(shí)候，在結(jié)構(gòu)材料科學(xué)還沒有長(zhǎng)足的發(fā)展的時(shí)候，在我們還不得不用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料去實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)個(gè)“浪漫”的需求的時(shí)候，對(duì)結(jié)構(gòu)安全的關(guān)注也就從來(lái)沒有象現(xiàn)在這樣引起一端又一端的“爭(zhēng)議”。
從一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究工作者的角度看待這些“爭(zhēng)議”，我認(rèn)為很多時(shí)候我們是可以在力學(xué)或規(guī)范的原則內(nèi)尋找到這個(gè)“平衡點(diǎn)”的，隨后的問(wèn)題是，這會(huì)要我們付出多大的“代價(jià)”，或者說(shuō)要我們支付多大的“結(jié)構(gòu)成本”？我認(rèn)為對(duì)這個(gè)我們要支付的成本“值與不值”的不同看法是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)形式“爭(zhēng)議”的焦點(diǎn)問(wèn)題。
其實(shí)，作為一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師，常常是不能判斷建筑的形象與情感“效益”與結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的“成本”之間到底誰(shuí)高誰(shuí)底的，因?yàn)榍罢呤呛茈y量化的。我們所能做的就是在保證建筑功能與美學(xué)需求的諸種可選擇的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式中找到成本較低的解決方案。
國(guó)家游泳中心南北剖面圖
國(guó)家大劇院南北剖面圖
例如，在國(guó)家大劇院工程結(jié)構(gòu)的第一輪初步設(shè)計(jì)時(shí)，法國(guó)ADP公司確定的結(jié)構(gòu)底板的頂面標(biāo)高為-26.0米，這個(gè)標(biāo)高受到了中國(guó)建筑與結(jié)構(gòu)工程師的質(zhì)疑，如此深的基槽，且不說(shuō)開挖與降水的成本會(huì)很高，結(jié)構(gòu)壽命期內(nèi)的抗浮設(shè)計(jì)成本更是一項(xiàng)很大的投入，為此，我們建議在保證其建筑功能需要的前提下，盡可能提高建筑底面標(biāo)高，法方在修改后的初步設(shè)計(jì)中將這一標(biāo)高提高到了-22.0米。
與上述情形相反，國(guó)家游泳中心工程的建筑設(shè)計(jì)由于采用了ETFE雙層充氣膜，這種膜材的造價(jià)很高，所以，在相對(duì)深挖（增加基礎(chǔ)開挖與結(jié)構(gòu)抗浮成本）和抬升建筑總高度（增加圍護(hù)膜材的用量）的比較選擇中建筑師完全依賴的就是綜合成本最小化的原則。
■結(jié)構(gòu)工程師要給浪漫的建筑師和建筑師的浪漫設(shè)定一條底線
作為一名結(jié)構(gòu)工程師，我們還應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，結(jié)構(gòu)科學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展遠(yuǎn)沒有達(dá)到可以令建筑師們的“浪漫思維”無(wú)約無(wú)束的境地。在實(shí)際結(jié)構(gòu)的建造過(guò)程中影響結(jié)構(gòu)安全的因素眾多，一方面，建筑結(jié)構(gòu)理論歸根結(jié)底是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，理論與實(shí)際的偏差不可避免，另一方面，建造技術(shù)的發(fā)展水平和區(qū)域差異以及施工質(zhì)量控制等等方面的諸多因素，都會(huì)給實(shí)際建造完成的建筑結(jié)構(gòu)安全性能帶來(lái)某種程度的不確定性。
所以，建筑師們?cè)谕ㄟ^(guò)建筑表達(dá)其美學(xué)或情感需求的時(shí)候，結(jié)構(gòu)工程師們還是要給他們?cè)O(shè)定一條底線。這條底線不僅依賴于當(dāng)代人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)水平，而且還依賴于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平，依賴于結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的發(fā)展水平。在某種程度上，我們可以允許他們突破某些“規(guī)范”條文的底線，但是不能允許他們突破“基本力學(xué)準(zhǔn)則”的底線。尤其是當(dāng)我們面對(duì)國(guó)外建筑師的時(shí)候，這一點(diǎn)做起來(lái)很難，譬如在和安德魯?shù)姆▏?guó)ADP團(tuán)隊(duì)合作設(shè)計(jì)國(guó)家大劇院的過(guò)程中，我們就經(jīng)歷了多次的“爭(zhēng)執(zhí)與說(shuō)服”的過(guò)程。
國(guó)家游泳中心的設(shè)計(jì)過(guò)程也給了我們很多啟示，在建筑師浪漫的創(chuàng)意和結(jié)構(gòu)的可實(shí)現(xiàn)之間還是有較長(zhǎng)的一段路要走的，因此，我們投入很多精力進(jìn)行了這種新型多面體空間鋼框架結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究，最終才可以保證這種結(jié)構(gòu)的安全、可靠。
鋼骨架結(jié)構(gòu)效果
ETFE充氣枕結(jié)構(gòu)
■不能認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性是永遠(yuǎn)的矛盾
實(shí)際上，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的憂慮往往會(huì)束縛住我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)造性探索的步伐，雖然這種憂慮不是多余的。發(fā)生巴黎機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu)倒塌事故后，我們聽到的幾乎都是對(duì)安德魯主持設(shè)計(jì)的建筑的一片懷疑之聲，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師們，尤其是從事重要公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程師們更是增添了更多的謹(jǐn)慎與小心。
我認(rèn)為，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)始終是：按照建筑的功能與美學(xué)需求確定安全、合理的結(jié)構(gòu)體系；進(jìn)而依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所確定的原則對(duì)結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力進(jìn)行符合結(jié)構(gòu)實(shí)際工作條件（性能）的分析；最終應(yīng)做到在規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的各種荷載作用下，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的使命，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的自始至終的關(guān)切無(wú)疑是必要的，另一方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性不但是當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的必然要求，同時(shí)也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)自身發(fā)展的要求。國(guó)家大劇院、國(guó)家體育場(chǎng)、國(guó)家游泳中心以及新中央電視臺(tái)等建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)造性探索可以為我們跟蹤當(dāng)今世界先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念提供一些線索，也可以讓我們檢視一下很多經(jīng)驗(yàn)的、傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思維是否還適應(yīng)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的要求。
“水立方”內(nèi)外效果圖
第2篇
1.1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概述
通常來(lái)說(shuō)，一般剪力墻結(jié)構(gòu)的建設(shè)規(guī)模較大，可實(shí)際厚度較小。因此，這種特點(diǎn)也決定了剪力墻結(jié)構(gòu)的具體形狀以及承受能力的大小。其中，剪力墻結(jié)構(gòu)的組織形狀相似于板狀，自身具備了較高的承受能力，與柱子的受力程度非常相似。然而，在其他方面上，這兩者有著十分明顯的差異。并且，剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中不可或缺的核心部分，設(shè)計(jì)人員在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)固有的承載力大和平面內(nèi)剛度大的優(yōu)點(diǎn)，還應(yīng)該按照不同場(chǎng)所要求，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使其發(fā)揮最大化的使用性能。
1.2剪力墻結(jié)構(gòu)的分類
（1）雖然實(shí)體墻與截面剪力墻在某些方面，有著較大的差異。可是，這兩者的開通面積與不開通面積是基本相同的。并且，這種剪力墻結(jié)構(gòu)形式在發(fā)生變化時(shí)，也是呈現(xiàn)了曲線狀態(tài)，是一種固定不變的形態(tài)。
（2）即使剪力墻開口不大，但因?yàn)榧袅﹂_通面積已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)定范圍。所以，此時(shí)的剪力墻結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的是彎曲狀態(tài)，并且無(wú)任何的阻擋點(diǎn)，從而導(dǎo)致其位置和形態(tài)均發(fā)生了不同程度的變化。
2.剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的厚度和長(zhǎng)度的選取
剪力墻墻肢截面的高度就是剪力墻墻肢的長(zhǎng)度，這個(gè)長(zhǎng)度一般不應(yīng)超過(guò)8m。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)確保剪力墻結(jié)構(gòu)的延性，為了避免脆性的剪切破壞，可將高寬比大于2的細(xì)高剪力墻設(shè)計(jì)成彎曲破壞的延性剪力墻。但是有的墻體長(zhǎng)度很長(zhǎng)，為了確保墻體的高寬比值大于2，就要采取開設(shè)洞口的方法將長(zhǎng)墻分成均勻的、長(zhǎng)度較小的連肢墻，而其洞口則最好采用約束彎矩比較小的弱連梁。
3.剪力墻建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的原則
設(shè)計(jì)人員在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵守相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，真正做好考察工作，堅(jiān)決不可以采用盲目的設(shè)計(jì)方法。只有這樣，才能確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性，這也是保證建筑結(jié)構(gòu)安全可靠性的重要表現(xiàn)。
3.1樓層之間最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則
一般情況下，為了防止安全隱患的發(fā)生，減輕建筑結(jié)構(gòu)的自身重量，設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以采用減少剪力墻布置的方法。但是，這種設(shè)計(jì)形式有一個(gè)必要的前提條件，那就是短肢剪力墻的力矩必須保持在規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)。同時(shí)還可以應(yīng)用大開間的剪力墻結(jié)構(gòu)，以此來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，充分保證樓層剪力系數(shù)的安全性，并從一定程度上，大大降低了工程造價(jià)成本。
4.剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議
我們知道，剪力墻結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞將會(huì)對(duì)建筑工程建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生非常大的影響。而這種建筑結(jié)構(gòu)形式因?yàn)榫邆漭^高的強(qiáng)度以及良好的延展性的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了十分廣泛的應(yīng)用，充分發(fā)揮了自身的有效價(jià)值。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于建筑工程存在很多的不確定性，當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變化狀態(tài)時(shí)，常常會(huì)受到一些外力因素的破壞，使得剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能遭到了一定的影響，同時(shí)也大大降低了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是具備了十分理想的承載能力。并且，在剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)面部分，也擁有著較大的平面內(nèi)剛度，這就充分保障了建筑物的安全性。另外，在建筑內(nèi)部的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，石柱與房梁都是隱蔽起來(lái)的，有效的提高了建筑室內(nèi)的美感。但是，剪力墻結(jié)構(gòu)也存在著較大的缺陷，無(wú)法為人們提供更多的可利用空間，經(jīng)常會(huì)給人們的日常生活造成許多的不便。通過(guò)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明是剛韌性較強(qiáng)的剪力墻，在地震發(fā)生時(shí)，房屋所受到的損壞是最小的。但是，建筑設(shè)計(jì)人員一定要注意將其控制在合理的范圍內(nèi)，不允許其隨意的擴(kuò)散發(fā)展。從而確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率。其次，由于剪力墻結(jié)構(gòu)成本費(fèi)用較高，這無(wú)疑會(huì)對(duì)建筑工程建設(shè)成本上造成一定的壓力。因此，建筑企業(yè)要采取及時(shí)有效的解決對(duì)策，盡可能減少工程成本的浪費(fèi)，促剪力墻結(jié)構(gòu)能夠正常運(yùn)行。
5.結(jié)束語(yǔ)
第3篇
在建筑形式和數(shù)量不斷增多的前提下，工程項(xiàng)目中所涉及的信息量也越來(lái)越大，這些信息如果得到及時(shí)收集，并加以利用，那么對(duì)于其他建筑工程的建設(shè)將會(huì)具有極大的推動(dòng)作用。不但能夠縮短工期，還能夠加有效節(jié)約成本，提高施工質(zhì)量，除此之外還能夠更好的避免很多施工事故的發(fā)生，因此，信息技術(shù)在我國(guó)建筑工程中的優(yōu)勢(shì)非常顯著。但是現(xiàn)階段，我國(guó)還是應(yīng)該采取一定的措施更好的發(fā)展和推廣這項(xiàng)技術(shù)，這樣才能夠?qū)⒋渭夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，有效的節(jié)約成本，提高施工效率以及施工安全保障。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，我國(guó)相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該全方面，高效率的對(duì)BIM技術(shù)的核心技術(shù)原理進(jìn)行研究，可以說(shuō)，此項(xiàng)技術(shù)是我國(guó)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新起點(diǎn)，是一次革命性的開始，因此具有非常巨大的現(xiàn)實(shí)意義。
二、BIM模型所包含的設(shè)計(jì)項(xiàng)目
1.構(gòu)件方面
BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)中具有非常重要的作用，其中內(nèi)容很豐富，包括構(gòu)建材料、幾何尺寸以及荷載等信息，這些信息能夠非常直觀的顯示出來(lái)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員能夠隨時(shí)進(jìn)行使用和分享。尤其是在結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方面，BIM技術(shù)的使用，能夠快速和直接進(jìn)行構(gòu)件作用的判斷，將梁、板以及墻、柱等部分的信息進(jìn)行定義，同時(shí)能夠?qū)B接構(gòu)件做出更加合理的判定，這樣是為了更好的將其與節(jié)點(diǎn)的進(jìn)行匹配，這樣就能夠?qū)⑺⒛Ｐ偷男畔⑦M(jìn)行科學(xué)地參數(shù)計(jì)算。比如，建筑設(shè)計(jì)中的混凝土構(gòu)件，BIM技術(shù)能夠?qū)⑵涫褂昧康亩嗌僖约颁摻畹挠昧窟M(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，并將其現(xiàn)實(shí)在模型信息中。
2.整體層次關(guān)系
使用BIM技術(shù)，必須要建模，而模型的構(gòu)件需要大量的信息數(shù)據(jù)，在虛擬的條件下，模型能夠非常正確完整將結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，為人們提供最合理、最具可行性的施工方案，同時(shí)，還可以緩解施工過(guò)程中所產(chǎn)生的突發(fā)問(wèn)題，協(xié)調(diào)各部分施工之間的關(guān)系，BIM技術(shù)可以及時(shí)搜集并整理各種施工信息，并實(shí)現(xiàn)分享，施工人員以及技術(shù)人員在需要的時(shí)候可以隨時(shí)進(jìn)行查閱和使用，為建筑結(jié)構(gòu)整體分析計(jì)算提供更多依據(jù)。
三、BIM模型的層次應(yīng)用
1.BIM模型的集成化應(yīng)用
BIM模型采用的是參數(shù)化的描述方式，這種方法是目前最合理的信息單元描述方式，能夠非常準(zhǔn)確的將建筑結(jié)構(gòu)中的梁、墻以及柱等部分建立模型，在建立模型的時(shí)候，建筑物實(shí)際上就是真實(shí)的展現(xiàn)過(guò)程中，其內(nèi)部信息以及內(nèi)涵都會(huì)被描述出來(lái)。另外，在建立模型的這個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)還會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)中大量物理信息進(jìn)行全面的分析，進(jìn)行分類處理。技術(shù)人員能夠更加直觀，便捷、多方位的對(duì)建筑物的構(gòu)造情況進(jìn)行了解，從而有效避免很多設(shè)計(jì)上失誤，以及事故的發(fā)生。
BIM技術(shù)的核心就是利用數(shù)據(jù)庫(kù)模型體現(xiàn)出各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，這使很多結(jié)構(gòu)模型都和實(shí)體結(jié)構(gòu)參數(shù)相互一致，參數(shù)在形成模型化后，會(huì)根據(jù)不同的構(gòu)件特征形成相互的規(guī)則性，使模型設(shè)計(jì)能夠和實(shí)際施工相互聯(lián)系。
3.信息共享和交換
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，BIM模型能夠直接讀取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的信息，并且結(jié)合這些信息建立完整的結(jié)構(gòu)分析模型。三維模型的結(jié)構(gòu)布置保持與分析模型相互一致的狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)狀態(tài)得到高度的統(tǒng)一，建筑信息模型在傳統(tǒng)的模型分析上往往以數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，BIM在讀取數(shù)據(jù)的過(guò)程中，使數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為自身的結(jié)構(gòu)形式，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程中的資源共享，以此提高資源的協(xié)調(diào)應(yīng)用能力。
四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM應(yīng)用的難點(diǎn)
1.應(yīng)用BIM技術(shù)的三維設(shè)計(jì)工具軟件（Revit釆等）用了較多的模塊參變量和系統(tǒng)參數(shù)，與二維創(chuàng)建視圖技術(shù)有很大的不同，軟件需要兼顧與二維設(shè)計(jì)習(xí)慣的一致性，所以模塊參變量和系統(tǒng)參數(shù)比常規(guī)工具軟件要復(fù)雜很多倍，這就使得應(yīng)用中因?yàn)橄到y(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或參數(shù)與參數(shù)之間不匹配而導(dǎo)致很多意想不到的問(wèn)題。
2.在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，很多結(jié)構(gòu)形式十分特殊，這就需要特殊的結(jié)構(gòu)模塊對(duì)其進(jìn)行控制，但是三維圖形和剖面視圖不能形成理想的施工效果，很多設(shè)計(jì)者會(huì)因此放棄BIM技術(shù)，而使用原始的二維繪圖設(shè)計(jì)方案
3.結(jié)構(gòu)工程師在建立BIM模型時(shí)，注重的問(wèn)題主要是物理模型能否自動(dòng)生成平法施工圖文檔，以及能否正確轉(zhuǎn)化為可以被結(jié)構(gòu)分析軟件認(rèn)可的結(jié)構(gòu)分析模型。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性分析計(jì)算是首要環(huán)節(jié)和重要問(wèn)題。BIM建立的是完全的數(shù)據(jù)庫(kù)式模型，從理論上來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)BIM物理模型與結(jié)構(gòu)分析模型之間的雙向鏈接是完全可行的。
五、BIM在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的處理辦法
1.建立完整的項(xiàng)目樣板
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，項(xiàng)目樣板是所有設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)，而項(xiàng)目樣板設(shè)計(jì)所包含內(nèi)容很多，具體為標(biāo)準(zhǔn)化處理的線型、字體以及符號(hào)等方面。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠快速有效的建立完整的樣板，并且能夠避免很多必要的重復(fù)，減少無(wú)用功，提高工作效率，現(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)建立了一套符合我國(guó)實(shí)際情況的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)能夠?qū)ξ覈?guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控并能夠更具不同用戶的需求，有針對(duì)性的進(jìn)行指導(dǎo)。
2.設(shè)計(jì)符合要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件
在建筑結(jié)構(gòu)中，梁、柱以及樓板等都是非常重要的基礎(chǔ)部件，因此這些部件對(duì)于建筑來(lái)說(shuō)，有著非常重要的支撐作用，通常來(lái)說(shuō)，它們一般為預(yù)制部件、現(xiàn)澆部件以及各種更結(jié)構(gòu)部件等。設(shè)計(jì)的時(shí)候，要從建筑物的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)不同需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這些形式中，比較常用的就是現(xiàn)澆部件。設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的選擇，部件功能不同，澆筑的方式也不同，要最大限度減少不同因素之間的沖突反映。保障結(jié)構(gòu)部件的作用能夠得以有效發(fā)揮。
3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的平法表示
在鋼筋混凝土施工圖繪制中，通常采用平面方法進(jìn)行表示，在圖紙上采取特殊的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)進(jìn)行標(biāo)注，施工技術(shù)人員通過(guò)工藝轉(zhuǎn)換形成樣圖。BIM技術(shù)可以使平面表示法的內(nèi)容多環(huán)節(jié)和多角度展示，BIM模型能夠更加輕松的提取出關(guān)鍵數(shù)據(jù)和核心信息，以滿足施工時(shí)間和放樣需求。
六、結(jié)束語(yǔ)
