BIM技术在混凝土结构课程教学中的应用

向昊

混凝土结构课程作为建筑类专业的主要课程，主要包括两大部分，即混凝土结构设计原理、建筑结构设计。教学过程中充分利用BIM技术，可以提高教学效率，顺利完成教学目标。

1 BIM技术优势分析

二维图纸是建筑行业在进行三维设计时，为提高建筑效率和实际精度的准确性而设计的，为后期CAD辅助设计和绘图提供很大方便。但二维图纸也存在很多缺点，最主要的问题就是它所传递出的信息不够全面和直观，很多施工方在拿到图纸时一时不能理解设计者所要表达的想法和意图[1]。比如建筑施工图纸，他就需要施工方将建筑各个面的详细构造图整合在一起才能得出建筑的大概外形。

而利用BIM技术，在混凝土结构设计中可以直接利用动态检查或者实际模拟的方法，使工程的设计和施工过程达到透明化，做到随时检查和排漏，大大减少施工过程中的交流和程序。而且，混凝土结构课程教学中通过BIM技术的模型建构功能，通过技术塑造设计的多维空间方案，可以将成本、人工等信息输入到模型中，充分发挥BIM技术的优势。

2 混凝土结构课程教学中BIM技术的应用方法

本部分以混凝土结构课程为例进行分析。传统教学模式下，混凝土结构课程理论复杂、枯燥，如结构设计方案、建筑设计方案等，造成学生兴趣不浓厚，无法整体看待结构设计。同时，学生也无法将理论与实际相互联系起来，结构设计教学中引入BIM技术，可以最大程度解决这些问题。

2.1 识图课程中的应用

混凝土结构平法识图的主要内容就是平法制图规则，核心思想就是构件配筋信息通过抽象数据符号展现出来。平法以二维平图纸为基础，但具体工程是三维立体的，学生只有将抽象的2D图像想象成3D模型，与平法对应，才能确保学生在没有施工经验的基础上实现两者转换[2]。混凝土结构平法视图课程教学中，内容诸多。这里以混凝土结构板式楼梯的平法施工图识读为例，教学过程中存在平面施工详图识读时，大部分学生具有建筑施工识图能力，可以对楼梯构造基本明确，但是识图准确率普遍偏低，学习质量不理想，且难以理解平法标注的配筋信息，无法有效联系配筋信息与钢筋实体，影响到教学质量。

应用BIM设计软件Revit建模是三维仿真的，在软件中可以从各个角度观察结构，结构组成清晰明了，直观性强。通过Revit Structure三维建模能将二维平法施工图中抽象的钢筋信息直观地显示出来，如钢筋位置和钢筋排布情况。引入Revit Structure三维模型（以BIM技术为核心的三维建筑设计工具），这种模型具有较强的可视性、结构直观课件，且可以对模型进行多视角观察，将楼梯结构的组成与构造全方位的展现出现来，帮助学生理解平法制图规则，避免机械记忆的不足，对比分析模型与图纸，培养与提高学生空间想象能力与平法施工图能力，课堂上应用效果显著，具有推广价值。

2.2 施工项目管理与质量管理

引入BIM技术后，通过其中含有的4D模拟仿真建造技术将工程设计阶段所有完成的3D建筑信息模型，以时间维度串联起来构成一个4D模拟施工动画，并在计算机上完成模型建立，借助三维可视化设备虚拟描述该项目。教学课堂上依照工程项目的施工进度安排模拟实际工程建造，也能通过虚拟项目实施环境发现可能存在的问题及风险，并对这些问题采取具体解决方法，根据方案调整模型与施工计划，让学生可以清楚感受到施工计划优化前后的变化，掌握相关知识点。此外，还可以模拟施工中可能出现的变更、签证等对施工方案产生影响的情况，通过快速调整模型重新组织进度计划。这种教学方法要比传统教学模式生动、有趣，大幅度提高教学质量。

施工质量管理这部分内容讲解时，同样可以借助BIM模式＋材料信息，通过建立模型，根据施工顺序逐步搭建一个个建筑模型，将施工建造过程完整的反应出来，同时还可以让学生全面了解建筑物各构件组成及相互关系，教师详细讲解各个构建的施工要点，通过这样全面理论＋实践授课方式，学生可以清晰感知到施工质量管理的重难点所在。如钢筋工程质量控制内容讲解时，通过三维模型分别将墙、梁、板、柱构建展现出来，学生通过观看模型就等于看到了施工现场绑扎好的钢筋成品，对于施工与质量控制要点一目了然[3]。

2.3 构建完善课程体系

院校可以设置专业讲授BIM技术的课程。为了充分发挥BIM技术的优势，整个结构设计过程中贯穿BIM技术，并向学生详细讲解BIM技术，让学生对这种新技术有一个全面了解。考虑到BIM技术可以应用到整个工程建设中，本身具有连续性和关联性，所以学校在开设BIM课程时，还应在教学内容中加入设计、施工等相关知识的渗透和融合，便于学生在以后实际应用中能更好的融会贯通，将BIM技术与各科知识融合应用。

3 结语

总之，BIM技术作为一种新型的技术，混凝土结构课程教学中充分利用该技术。同时需要教师不断提高自身专业素质，熟练掌握BIM技术在结构设计、施工中的应用，提高人才培养质量，为社会输送德才兼备的结构设计人才。

[1]张宪江.BIM技术在钢筋混凝土结构教学中的应用[J].教育教学论坛，2016（03）：217～218.

[2]赵立恒，刘杰，张剑锋.BIM技术在建筑施工技术课程教学中的研究[J].黑龙江科学，2018，9（04）：158～159.

[3]张艳芬.BIM技术在高职结构设计课程中的应用[J].住宅与房地产，2018（06）：221～222.