BIM技术与结构计算的前世今生:无结构,不BIM

2022年8月23日BIM科技阅读模式

熟悉建筑领域的人对于结构专业的认知都是简单清晰的:一个没有结构的楼,就不是楼。

一个结构体可以自为的存在,建筑大师柯布西埃在一百年前创立现代建筑学派时,用一个结构框架来举例说明他眼里的现代建筑:

BIM技术与结构计算的前世今生:无结构,不BIM

一个框架结构的小楼,开启了西方世界的现代建筑思潮

柯布西埃《走向新建筑》,1929

现在中国的农村宅基地自建房普遍在使用,现代建筑的思潮难道已经吹到社会主义新农村了吗?

BIM技术与结构计算的前世今生:无结构,不BIM

广东农村建筑,与柯布西埃方案同款

结构做完了之后,其它专业其实都可以被结构专业鄙视为:构造,配套,非承重墙。上世纪曾几何时,结构工程师还是建筑项目的负责人呢,那时候叫做:建筑工程师,或土建。现在基建狂魔之后,土木却已经完全沦为建筑师鄙视下的工程师团队之一员,与机电弱电诸般专业并列。

楼且如此,描述一个建筑的数字化模型技术,BIM,如果没有结构构件在里面,那会是什么?

最流行的BIM软件Revit中,对于上述框架结构的柱子,分别有两种画图方法:建筑柱,结构柱。例如:

BIM技术与结构计算的前世今生:无结构,不BIM

Revit的结构柱

BIM技术与结构计算的前世今生:无结构,不BIM

Revit的建筑柱

如果这两根柱子实际上是指同一根柱子实体呢?好像有点平行宇宙的感觉了。这是软件在处理建筑体系和结构体系的简化假定不同而采取的折中策略,其中结构柱是可以参与结构体系计算的(导出到Robot结构分析软件)。但是,这里的结构柱在建模的时候并未与梁柱楼板连成一个结构整体,到了结构分析软件里面还要重新定义结构体系的,这里的结构柱就像建筑装饰柱一样,是各自独立互不相干的。一个失去了力学体系逻辑的结构柱,其实也就形同建筑装饰柱了。

在结构专业人士的眼里,建筑柱到底是一个什么鬼,无法理解。今天绝大部分的BIM模型都是没有结构专业内容的,或至多给予结构构件一定的专业属性,而不成体系。因而结构专业很难接纳原教旨主义的BIM这回事,在座的都不是BIM。

BIM情景剧廿一幕:BIM画楼

原教旨主义的BIM无法兼容结构,也是事出有因的,结构专业自身的计算规则也与传统BIM的实体构件概念就不够兼容。由于经典的结构力学计算假定都是在上世纪手工计算时代就确定了的,以杆件假定为例,一根柱子的计算长度等各种定义都有可能与实体柱子不一样。所以,以实体构件为作业对象的Revit式的BIM软件,就很难处理杆件假定的梁柱等结构对象。

例如:

BIM技术与结构计算的前世今生:无结构,不BIM

在这份中国的结构规范里面,柱子的计算长度多与实体柱的长度不同,只有现浇的底层是一样的(1.0H)。这些系数在不同时代的不同版本中还会有所调整,规范也在改。

也正因为此,国产结构软件,尽管早早就是三维的和参数化的了,而且建模时候就是一个结构体系,但并不为国内外BIM业界认为是BIM。国外所说的BIM软件发展史都不会把中国产软件纳入进去。当然,这里头有许多是话语权的问题,说你不行你就不行,行也不行。

BIM技术与结构计算的前世今生:无结构,不BIM

PKPM结构设计软件

结构专业的计算假定,从教科书到规范标准,一整套成百上千本的书,已经被结构专业领域使用了几十年了,也融入到了诸如PKPM、盈建科这类结构软件之中了,这一整套简单实用的但是低算力的体系是很难改成高算力的,要改就得通盘重来。重力算力19:高算力格式化

虽然中国这套“规范-软件”体系全球独此一家,在基建狂魔中贡献巨大,但是并没有人去讲好这个中国故事。而BIM的话语权显然都在原教旨主义的国外软件公司及国内买办手中,他们根本就不想把国外先进技术理念与中国的实际情况相结合,而且他们还停留在中低算力的天花板下走不出来呢。

 

革命这件事,还是得我们自己来干。

显然,这一次BIM领域的新民主主义革命还没有真正烧起来,反对原教旨主义的声音还很小。BIM的新民主主义革命

由此,我们鲜明的提出:无结构,不BIM。

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  • 本文由 发表于 2022年8月23日
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