浅谈BIM技术在结构抗震加固中的应用

    郭丽娟 杨琴

    【摘 ?要】进入21世纪以来，我国经济水平快速发展，建筑行业也日益崛起。与之而来的还有人们对建筑工程越来越严格的质量要求，如对建筑结构的抗震加固等。基于此，BIM技术应运而生。论文通过阐述BIM技术的理念及特点，分析其在建筑结构的抗震与检测中的实际应用，为确保建筑工程的安全性能提供保障，建造出更安全牢固的工程建筑。

    【Abstract】Since entering the 21st century， with the rapid development of China's economic level， the construction industry is also growing up. Along with it， there are more and more strict quality requirements of construction engineering， such as seismic reinforcement of building structures， etc. Based on this， BIM technology came into being. This paper elaborates the concept and characteristics of BIM technology， analyzes its practical application in the seismic and detection of building structure， so as to ensure the safety performance of construction engineering， and build a more secure and solid engineering building.

    【关键词】BIM技术;建筑结构;抗震加固;管理

    【Keywords】BIM technology; building structure; seismic reinforcement; management

    【中图分类号】TU352.1+1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻标志码】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章编号】1673-1069（2021）05-0184-02

    1 引言

    近年来，全球地震问题频发，这与建筑结构的牢固性息息相关。究其缘由，建筑业的既有建筑工程管理中，缺乏对抗震、加固等方面的完善，BIM技术的应用一定程度上控制了此类问题的发生。基于BIM技术下的建筑结构，能够对建筑结构进行合理的抗震检测与加固，有利于减少地震的发生概率，推动建筑业的持续发展，从而促进我国经济的进步。

    2 BIM技术的基本理念

    2.1 BIM技术的概念

    BIM（Building Information Modeling）技术，即建筑数字模型的简称。BIM技术广泛应用于设计、管理以及建造等数字化管理工作中，主要工作原理是通过网络与信息技术，对现实中的整体建筑进行虚拟处理，将图纸上的平面线条以立体化的方式呈现出来，更具想象空间，同时，工程师可以在电脑上清晰地看到工程项目中对建筑结构设计出现的优缺点，使之更好地完成更加全面的土建设计与检测等工作。

    2.2 BIM技术的特点

    不同于以往的CAD等二维图纸，BIM技术能够进行多维的展示，对工程建筑的设计进行多方位观察，进行综合考量。综合来看，BIM技术具有可视化性、模拟性及协调性三大特点。

    2.2.1 可视化性

    传统的工程技术多停留于纸质类的绘制，BIM技术一定程度上解放工程师的双手，通过电脑端等网络设计直接对建筑进行线上的观察与模拟操作，具有可视化性。它将原本抽象的图纸通过电脑转变为三维立体的实物图，呈现在工程师面前，使之能够对多个复杂的建筑、结构、设备等图纸进行观察与分析，简化工作流程与内容，同时也为后期的施工与监测工作提供了许多便利。

    2.2.2 模拟性

    在使用BIM技术应用于已有建筑结构的过程中，工程师可以通过BIM技术对工程设计进行模拟，对后续中工程实施的构造可能会出现的可能性进行模拟操作，通过多次模拟从而减少资源浪费与试错成本，在一定程度上有利于缩短工程时间、节约成本，提高工程整体的工作效率。

    2.2.3 协调性

    BIM技术具有对整体工程建筑的协调性，能够使建设单位、施工单位、监理单位以及各单位的各个部门相互协调配合。一旦在工程项目实施的过程中，出现突发问题等情况，就可以利用BIM技术将业主单位或者是施工单位聚集到一起进行协商，及时发现问题根源并提出解决方案。

    3 BIM技术在建筑结构中的应用

    3.1 BIM技术在设计层面的应用

    3.1.1 场地分析

    在工程建筑的设计过程中，前期对施工现场的勘查工作，运用BIM技术获取场地信息并进行分析，能够更准确地确认建筑周围的环境现状、建后的交通流量以及建筑物的空间位置等，有效解决因大量数据处理迟缓而出现诸多弊端的问题，通过虚拟成型构建出理想中的完美建筑与场地布局，对建筑结构的设计进行合理的分析与规划。

    3.1.2 方案辅助设计

    BIM技术作为多维的立体建筑模型，不仅储备大量的数据信息，而且可以根据信息的改变作出相应的变化，对比传统的建筑设计，BIM技术在工程建筑中的设计更具多元化，工程师可以通过计算机将原来的建筑图纸立体化，并通过观察方案中的参数变化，了解建筑结构的有效信息，对网络的建筑形态进行调整，从而设计出最合适的建筑方案。

    3.1.3 建筑性能分析

    在设计前期，设计师可以根据建筑方案的要求，通过BIM技术对其实施不同的方案。例如，在建设商场时，BIM技术会对其进行建筑的美观、高度以及内部设置、采光、能耗等多方面的分析，给予设计师精准有用的数据，从而合理进行方案的调整。

    3.1.4 BIM技术在工程建筑设计中对不同专业的协调应用

    在工程建筑的设计中，BIM技术可以利用数字化和唯一模拟信息化建筑模型，跨专业进行网络技术的处理，如建筑、结构专业、水、暖、电等系统之间的相互转换，工程师可以将信息共享，让不同分工的工程师了解不同专业在BIM技术下的呈现效果，并根据所看到的模型内容进行沟通与探讨，最终研究出最系统、最科学、最完善的设计方案。这种方式的出现，不仅可以促进施工企业、制造商以及建筑设计师之间的交流协商工作，而且也保证了所有参与方都共享到建筑模型的信息，对建筑结构有所了解，以便后期协同合作，促进工程质量的提高与工程进度的效率。

    3.2 BIM技术在施工阶段的应用

    3.2.1 施工进度的科学管理化

    BIM技术在工程施工阶段，主要扮演着管理的角色。通过相关工序模板等编辑器，对不同的施工阶段进行划分，提高工程的施工进度。在对建筑结构的加固中，BIM技术根据建筑模型的形态，给予合适的加固方法，例如，公路、桥梁的工程体积庞大，工作量大，可以通过外包钢的加固法对建筑结构进行加固，这种方法的优点就是构件的承载能力大，施工简便，现场工作量较小。

    3.2.2 资源材料的动态管理化

    BIM技术可以实现在工程建设过程中资源、材料等的动态跟踪管理。根据工程实施中材料、工具的损耗情况，预测工程造价清单，使施工单位了解资源、材料的去向，从而减少资源、资金的支出，控制资源成本，最大限度地提高资源利用率。

    3.2.3 施工质量的安全管理化

    BIM技术在工程施工过程中，还能够对工程施工质量进行监测。施工单位与监测单位通过对比BIM数据，及时发现质量问题与需要改进的地方。BIM技术的数据精度非常高，使得施工安全管理的数据真实可靠，从而迫使施工单位在出现质量问题之前，就会努力提高施工质量，减少行业造假行为，有利于营造良好的施工氛围，以提高整个工程的安全质量。

    4 基于BIM技术下结构抗震加固的重要性

    4.1 建筑结构抗震加固的概述

    考虑到地震对建筑结构的影响巨大，抗震与检测加固十分重要。其中，不同强度的地震会对建筑结构造成坍塌、裂缝等损伤，采取必要的抗震措施尤为必要，而建筑结构的检测加固技术不仅可以准确有效地对受损的建筑结构进行加固与修复，而且有利于提高建筑结构的安全系数，增加使用年限。

    4.2 建筑结构的检测方法

    常见的建筑结构的检测方法有混凝土检测、钢筋检测、砌体结构检测等，其中，混凝土检测、钢筋检测被广泛应用于工程中对建筑结构的检测中。而基于BIM技术理想化的检测方法，是属于完全智能化的检测，对比传统的工程技术，BIM技术在对建筑结构实施抗震加固的方案过程中，能够通过系统对建筑结构进行自动评估与检测，筛选出工程中可能存在的不足之处，为工程师实施抗震加固方案提供了选择，同时提升了效率，智能化的系统有利于解决建筑结构抗震加固中存在的问题，减少了很多烦琐的检测流程。

    5 BIM技术应用于建筑结构中的实际意义

    5.1 优化工程管理模式

    建筑行业在抗震、加固等方面的质量问题，可以通过BIM技术得以改善、规范，同时，BIM技术应用于建筑结构中，也有效建立了建筑行業中各个部门之间的桥梁，使各个部门做到信息及时传达，提高工程队伍中各组织单位的凝聚力，提高工程效率，从而优化整个工程的管理模式，提高企业形象，进而对企业的效益也产生产业链效应。

    5.2 提高工程经济效益

    BIM技术的应用，代替了传统建筑行业中的机械化管理，带动了建筑行业的智能化、科学化，有效减少工期，节约时间与人力、物力成本，真正意义上提高工程的经济效益。

    5.3 有效控制工程造价

    BIM技术的数据是真实且不容造假的，因此，将BIM技术应用于建筑结构中的实施，可以对工程造价进行合理的估值，综合考虑投入与产出，结合多个方案的对比选择最优方案予以实行并落实，一定程度上能够减少工程成本。

    6 结语

    目前，我国建筑结构在工程抗震与检测加固方面的需求日益增大，而且一旦发生，修复难度较大，耗费时间较长，因此，除了工程建筑本身要做好抗震设计，对检测加固的方法也要引起重视。BIM技术的加入，使工程建筑的设计更加规范化、科学化、智能化。随着BIM技术在工程设计中的广泛运用，建筑结构在抗震、加固、检测等方面的问题也逐渐减少，不仅提高了工程建筑设计的质量，也减少了在工程施工环节中的一些不必要麻烦。

    【参考文献】

    【1】熊辉，周君蔚.基于BIM技术的混凝土面板堆石坝脱空检测与加固[J].水电能源科学，2020，38（12）：83-86.