1、芭BIM - 翱三維時(shí)代的抗震減拔災(zāi)法寶盎2009骯年底拔 埃，我們驚魂未定地拌從災(zāi)難大片扳2012礙的放映廳出來，藹“翱世界末日論斑”吧開始在全球蔓延。扒不過沒多久，盎“班樂觀鞍至上半”背的地球人們開始用凹其一貫的方式調(diào)侃擺災(zāi)難，聊以自慰，版于是淘寶和敗e-Bay 礙上開始倒賣笆“翱諾亞方舟頒”傲的船票捌扒不知道是宿命還是半巧合，新年伊始一壩場(chǎng)海地的大地震又艾一次觸動(dòng)人類脆弱辦的神經(jīng)。社會(huì)學(xué)家艾和環(huán)保主義者開始罷對(duì)人類生存環(huán)境開熬始嚴(yán)肅的反思，建靶筑家和鞍結(jié)構(gòu)師壩們則繼續(xù)在建筑結(jié)哀構(gòu)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域中探敖索災(zāi)難防御和自救啊之道，而這一次，霸建筑信息模型（扳BIM骯）成為現(xiàn)代建筑界阿防震減災(zāi)的法寶。

2、捌海地地震教訓(xùn)敖艾不容忽視的建筑抗把震設(shè)計(jì)斑對(duì)于這樣一個(gè)缺少癌經(jīng)驗(yàn)和準(zhǔn)備的貧困般國家來說，這次令阿人恐怖的自然災(zāi)難矮無疑會(huì)在一夜之間笆讓其墜入地獄。根巴據(jù)測(cè)震儀記錄的數(shù)邦據(jù)，當(dāng)?shù)貢r(shí)間愛16絆點(diǎn)疤53絆分隘(啊格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間隘的按21矮點(diǎn)艾53扮分矮)愛初步測(cè)定的震級(jí)為藹7拔級(jí)。此次地震的震背源距離太子港百15拌公里，深度為拔8佰公里，由于靠近震般源，太子港在更大氨程度上遭受破壞性扳力量沖擊。強(qiáng)烈的扳地震讓笆海地首府太子港幾罷乎化為一片廢墟，骯海地總統(tǒng)府一層以暗上建筑徹底坍塌，隘聯(lián)合國駐海地總部耙大樓損毀嚴(yán)重，大柏量聯(lián)合國員工傷亡斑。伴大地震令人們?cè)桨l(fā)盎關(guān)注建筑抗震等安鞍全性能。在主要工埃業(yè)國

3、家，位于地震挨多發(fā)區(qū)的建筑均裝吧有阻尼系統(tǒng)，允許俺它們?cè)谡饎?dòng)中幸存敗下來。在遭遇與海跋地相同的地震時(shí)，安這些建筑不但會(huì)來骯回晃動(dòng)同時(shí)還會(huì)發(fā)澳生扭曲。但在海地疤首都太子港，簡(jiǎn)單斑的混凝土結(jié)構(gòu)建筑白卻會(huì)在同樣的應(yīng)力邦下轟然倒塌。挨圖版1胺：一棟尚未完工的拔4捌層混凝土樓房倒塌案。從附件的結(jié)構(gòu)分哀析，倒塌的原因在半于柱尺寸不足、樓叭面板過重以及配筋巴不足等原因。芭圖鞍2凹：海地太子港的總捌統(tǒng)宮殿。宮殿一層礙基本無破壞，連玻白璃門窗都未損壞。稗但是一層以上建筑哎徹底坍塌。入口處隘的倒塌的柱子配筋板少的可憐。擺圖澳3懊：剛建成邦5辦年左右的建筑倒塌白。圖中特寫顯示：把頂層柱子配筋不足癌。俺圖斑4艾：倒塌

4、的建筑。圖瓣中可見，圓鋼的尺埃寸太小。傲圖爸5叭：兩層藹樓房柱遭破壞吧，柱子之間有欄桿扒的約束，其中阿一拌根柱八子因?yàn)榘闻R近樓房的撞擊而耙斷裂版圖6柏：一座拔5凹層的石建筑倒塌。疤倒塌的原因在于一邦層結(jié)構(gòu)剛度不足、笆二層柱體偏少以及挨柱體間的連接剛度澳不足。藹“建筑版太極拳搬”絆中國古代建筑的抗班震智慧鞍以柔克剛的思想，八是中華民族的傳統(tǒng)骯智慧。舉世聞名的般太極拳就是這種思藹想的直接產(chǎn)物而中哀國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑襖抗震防震的方法。斑與西方磚石結(jié)構(gòu)建皚筑的皚“熬以剛克剛吧”擺不同，中國傳統(tǒng)的暗木結(jié)構(gòu)建筑在抵抗胺地震沖擊力時(shí)，采捌用的是壩“拌以柔克剛拌”擺的思維，通過種種耙巧妙的措施，其目扳標(biāo)是以最小

5、的代價(jià)敖，將強(qiáng)大的自然破斑壞力芭消彌凹至最小程度。我國白許多古代建筑都成隘功地經(jīng)受過大地震捌的考驗(yàn)，如天津薊伴縣獨(dú)樂寺觀音閣、瓣山西應(yīng)縣木塔等建叭筑，千百年來胺 半均經(jīng)歷過多次地震把仍然傲然屹立。當(dāng)凹代建筑設(shè)計(jì)以抵御柏9板度地震為目標(biāo)，而芭我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)岸建筑基本上能達(dá)到艾這個(gè)要求，而且其鞍代價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于西方懊的辦“哀剛拌”絆，不能不讓人嘆服按“頒柔埃”板的力量。擺柔性的框架結(jié)構(gòu)：邦墻倒屋不塌氨捌中華民族不但叭自文明哀伊始就睿智地選擇哎了木材等有機(jī)材料癌作為結(jié)構(gòu)主材，而百且發(fā)展形成了世界把上歷史最悠久、持瓣續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、技術(shù)柏成熟度最高的結(jié)構(gòu)百體系襖鞍柔性的框架體系。靶我國木結(jié)構(gòu)技術(shù)的耙發(fā)展。作

6、為對(duì)比，扳西方數(shù)千年中一直扒采用承重墻體系，耙直到工業(yè)革命以來安、近現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)把發(fā)展之后，才意識(shí)斑到框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)越柏性，遂開始大規(guī)模扳地普及，更值得玩般味的是，這種框架藹體系仍然是稗“氨以剛克剛凹”唉。而中國的傳統(tǒng)木安結(jié)構(gòu)，具有框架結(jié)安構(gòu)的種種優(yōu)越性，巴如熬“懊墻倒屋不塌拔”耙的功效，但其柔性靶的連接，又使得它案具有相當(dāng)?shù)膹椥院桶囊欢ǔ潭鹊淖晕一职褟?fù)能力。巴汶爸川大地震中，許多巴文物建筑的墻體均辦不同程度地受損，鞍但主體結(jié)構(gòu)仍未倒吧塌，就是這種柔性八框架結(jié)構(gòu)抗震能力埃的表現(xiàn)。皚整體霸浮芭筏式基礎(chǔ)、斗骯栱八、板榫背卯：抗擊地震的關(guān)俺鍵背我國古代很少建造斑平面復(fù)雜的建筑，扳主要采用長(zhǎng)寬比小扳于襖

7、2:1絆的矩形。規(guī)則的平扮面形態(tài)和結(jié)構(gòu)布局版有利于抗震。傳統(tǒng)藹建筑往往是中間的敖一間翱(稗當(dāng)心間扳)頒最大，兩側(cè)的次間捌、梢間等依次縮小皚面寬，這樣的設(shè)計(jì)耙非常有利于抵抗地拔震的扭矩。佰中國古代建筑一般暗由臺(tái)基、梁架、屋邦頂構(gòu)成，高等級(jí)的吧建筑在屋頂和梁柱背之間還有一個(gè)斗扳栱安層。中國古代建筑俺的臺(tái)基用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)奧語言描述，堪稱懊“扳整體浮敗 唉筏式基礎(chǔ)哀”襖，好比是一艘大船稗載著建筑漂浮在地阿震形成的凹“哎驚濤駭浪佰”氨中，能夠有效地避阿免建筑的基礎(chǔ)被剪班切破壞，減少地震哀波對(duì)上部建筑的沖擺擊。中國傳統(tǒng)建筑佰的佰 安梁架一般采用抬梁捌式構(gòu)造，在構(gòu)架的擺垂直方向上，形成暗下大上小的結(jié)構(gòu)形俺狀，實(shí)

8、踐證明這種擺構(gòu)造方式具有較好拜的抗震性能。優(yōu)雅佰的大屋頂是中國古挨代傳統(tǒng)建筑最突出拔的形象特征之一，凹而且對(duì)提高建筑的啊抗震能力也做出過奧相當(dāng)?shù)呢暙I(xiàn)。形成稗大屋頂稗(敖尤其是廡殿頂、歇翱山頂?shù)劝?罷需要復(fù)雜結(jié)構(gòu)和大扮量構(gòu)件，大大增加搬了屋頂乃至整個(gè)構(gòu)扒 敖架的整體性；龐大凹的屋頂以其自重壓挨在柱網(wǎng)上，也提高百了構(gòu)架的穩(wěn)定性。隘斗爸栱哀是中國古代建筑抗頒震的又一位重要戰(zhàn)扮士，在地震時(shí)它像搬汽車的減震器一樣瓣起著變形消能的作阿用。歷史上，很多矮帶斗扮栱翱的建筑都能抵御強(qiáng)拔烈地震，比如跋 凹山西大同的華嚴(yán)寺昂，在沒有斗胺栱八的低等級(jí)附屬建筑藹被破壞殆盡的情況安下，帶斗拜栱瓣的主要殿堂仍能幸啊存，充分

9、說明了斗按栱案對(duì)抗震的貢獻(xiàn)。斗扳栱奧但能起到邦“柏減震器霸”罷的作搬 盎用，而且被各種水罷平構(gòu)件連接起來的熬斗挨栱群能夠巴形成一個(gè)整體性很凹強(qiáng)的跋“半剛盤半”艾，按照唉“暗能者多勞扮”壩的原則把地震力傳斑遞給有抗震能力的扒柱子，大大提高了翱整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性拌。艾除了這些較顯著的氨手法外，中國古代隘傳統(tǒng)建筑中還使用捌了大量的其他技術(shù)唉措施，這些措施是按古建筑抗震的關(guān)鍵敗。比如霸榫白卯的使用：扮榫扒卯是極為精巧的發(fā)岸明，我們的祖先早敗在藹7000板年前就開始使用，矮這種不用釘子的構(gòu)版件連接方式，使得白中國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)辦成為超越了當(dāng)代建罷筑排架、框架或者懊剛架的特殊柔性結(jié)唉構(gòu)體，癌 背不但可以承受較

10、大笆的荷載，而且允許按產(chǎn)生一定的變形，懊在地震荷載下通過捌變形吸收一定的地皚震能量，減小結(jié)構(gòu)按的地震響應(yīng)。又比俺如柱子的生起、側(cè)安腳等技法降低了建霸 叭筑的重心，并使整懊體結(jié)構(gòu)重心向內(nèi)傾阿斜，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的班穩(wěn)定性；柱頂、柱唉腳分別與闌額、地皚袱八以及其他的結(jié)構(gòu)構(gòu)扮件連接，版使柱架層按形成一個(gè)閉合的構(gòu)哎架系統(tǒng)，用現(xiàn)代把 笆術(shù)語來說，就是形辦成上、下圈梁，有藹效地制止了柱頭、鞍柱腳的移動(dòng)，增強(qiáng)瓣了建筑構(gòu)架的整體辦性。梁架系統(tǒng)通過埃闌額、由額、柱頭澳枋扒、蜀柱、攀間、搭扳牽、梁、拔檁安、椽背 八等諸多構(gòu)件強(qiáng)化了愛聯(lián)系，顯著增強(qiáng)了稗結(jié)構(gòu)的整體性；柱耙子與柱礎(chǔ)的結(jié)合方笆式能顯著地減少柱瓣底與柱礎(chǔ)頂面之間

11、辦的摩擦，進(jìn)而有效皚地產(chǎn)生隔震作用；班在高大的樓閣中，柏 按如獨(dú)樂寺觀音閣、哎應(yīng)縣木塔等，都在哎暗層中設(shè)有斜撐，扳大大強(qiáng)化了構(gòu)架對(duì)擺水平?jīng)_擊波反復(fù)作襖用的抵抗能力；在艾外檐柱間設(shè)置較厚暗的墻體，起到現(xiàn)代霸建筑中盎“絆剪力墻哎” 傲的作用諸如此類，鞍舉不勝舉，大到建哀筑群體的布局處理把，小到構(gòu)件斷面的愛尺寸設(shè)計(jì)，處處都隘展示出古代工匠們昂在抗震設(shè)計(jì)方面的澳知識(shí)和匠心。班中國古代建筑抗震安能力的杰出代表般盎地震帶上應(yīng)縣木塔扳山西應(yīng)縣佛宮寺釋皚迦塔瓣(伴應(yīng)縣木塔班)哎是中國古代傳統(tǒng)建愛筑杰出抗震能力的隘集中代表。整座木擺塔表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)、技澳術(shù)與藝術(shù)形象的高拔度和諧，表里如一凹，這是中國古代木佰結(jié)構(gòu)建筑

12、，也是我熬們中華民族的敗“骯傳統(tǒng)美德礙”爸之一。在近千年前氨我們的祖先就能建傲造出如此莊嚴(yán)美麗跋而堅(jiān)固耐久的建筑安，充分顯示出當(dāng)時(shí)澳的匠人對(duì)數(shù)學(xué)、力愛學(xué)、材料學(xué)、結(jié)構(gòu)辦學(xué)的研究已經(jīng)相當(dāng)壩深入，而且對(duì)地震啊的破壞機(jī)理已有了百相當(dāng)?shù)牧私猓拐鸢亟?jīng)驗(yàn)已積累到了很佰高的水平，既令人般驚奇，也令人自豪百。這座木塔是當(dāng)今世靶界現(xiàn)存最高的木結(jié)藹構(gòu)建筑，竣工于板1056矮年，處于大同盆地巴地震帶上。木塔建敖成擺200挨多年即遭受大震，熬余震連續(xù)班7吧天，木塔附近的房頒屋全部倒塌，而木斑塔巋然不動(dòng)；在此隘后的近千年中，木邦塔經(jīng)歷了多次大地瓣震的芭 啊考驗(yàn)而安然無恙。皚在戰(zhàn)亂之際，木塔耙還承受過埃200頒余發(fā)炮彈

13、的轟擊，愛亦無大損。木塔之愛所以有如此杰出的疤抗震能力，在于前愛述諸多抗震技法的埃綜合和提高：木塔平般 礙面是規(guī)則的正八角哀形，利于抵抗地震挨波產(chǎn)生的扭曲力；把木塔高達(dá)熬4.4伴米的磚石基座堅(jiān)實(shí)絆、穩(wěn)定，形成一個(gè)阿“礙浮筏俺”艾，承載著全塔的重搬量艾(版約岸1300伴噸埃)昂；木塔內(nèi)梁與柱的吧連接完全通過斗瓣栱癌完成，各種構(gòu)件則伴通過埃榫懊卯連接，全塔的主按要構(gòu)件不用一釘一敖鉚，這種連接形式吧類似于半哀固結(jié)半活鉸的版狀態(tài)，能承受較大胺的彎矩；構(gòu)架水斑 吧平分層，在地震波笆中的垂直沖擊波攻隘擊下，可以通過俺“哎彈跳傲”扮的方式消解巨大的皚破壞能量；構(gòu)架的柏整體性有力地抵抗扮旋轉(zhuǎn)波，所有的柱埃子都

14、用頂部的梁熬枋埃連結(jié)成一個(gè)笆 板筒形的框架，保證襖了構(gòu)架的穩(wěn)定性；凹柱子之間砌筑有厚按實(shí)的墻體，牢牢地埃“般抱絆”八住各柱子，增加了吧構(gòu)架的整體性，而阿且這些墻體能作為襖剪力矮墻發(fā)揮芭作用；立柱側(cè)腳、扒 捌平面逐層縮小，有靶效地降低了塔的重頒心，并使整體結(jié)構(gòu)挨重心向內(nèi)傾斜，增笆強(qiáng)了塔的穩(wěn)定性，岸這樣既使塔身形成爸美麗的曲線，又能罷把水平的地震沖擊八力分解成垂直方向氨 吧的壓力；周邊有一辦圈柱廊，各圈柱廊板被水平構(gòu)件連接成岸一個(gè)剛中帶柔的整挨體；為了加固結(jié)構(gòu)奧框架，在八邊形木矮塔的四個(gè)斜向應(yīng)面案上，自上而下采用愛了剪刀扮撐佰做法。拜抓住新時(shí)代建筑抗絆震減災(zāi)的救命稻草襖霸建筑信息模型哎建筑事業(yè)是一

15、項(xiàng)集柏體邦“挨運(yùn)動(dòng)按”挨，昂 奧歐特克在把2002爸年率先提出了名為胺“班建筑信息模型斑”案（即疤BIM拜，靶Building擺 Information Mod皚eling柏）的理念。建筑信俺息模型哎(Buildin鞍g Inform癌ation Mo阿deling皚，簡(jiǎn)稱佰BIM)扒的出現(xiàn)正在改變項(xiàng)礙目參與各方的協(xié)作扒方式，從而引發(fā)了瓣建筑行業(yè)一場(chǎng)脫胎岸換骨的革命。邦抗震防烈度每提高罷一度，建筑成本將板增加扮10傲：扮過去很多涉及抗震矮級(jí)別的設(shè)計(jì)工作中拜，重復(fù)或過于繁雜懊的作業(yè)流程不可避昂免，這也導(dǎo)致企業(yè)骯主支付過多無形成笆本，據(jù)了解，抗震半防烈度每提高一度凹，建筑成本將增加柏10稗。目前，

16、在建筑熬設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之耙初，在有限的成本百預(yù)算之下，如何設(shè)挨計(jì)出合理的抗震設(shè)罷計(jì)，成為業(yè)界關(guān)注百而探討的話題。哀建筑信息模型在防暗震抗災(zāi)方面有著無澳可比擬的優(yōu)勢(shì)，這拌一理念基于最先進(jìn)耙的三維數(shù)字設(shè)計(jì)解疤決方案，構(gòu)建唉“哀可視化吧”懊的數(shù)字建筑模型，版為建筑設(shè)計(jì)師和工鞍程師等各環(huán)節(jié)人員昂提供澳“艾模擬和分析絆”骯的科學(xué)協(xié)作平臺(tái)。扮對(duì)于建筑設(shè)計(jì)師而拔言，這不僅僅要求霸將設(shè)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)從凹二維到三維的轉(zhuǎn)變骯，更需要在設(shè)計(jì)階哀段就突破單純建筑伴設(shè)計(jì)的桎梏，融合傲協(xié)同設(shè)計(jì)、綠色設(shè)隘計(jì)和佰可襖持續(xù)設(shè)計(jì)理念，使頒得整個(gè)工程項(xiàng)目在皚設(shè)計(jì)、施工和使用霸等各個(gè)階段都能夠熬有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)省能瓣源、節(jié)約成本、降巴低污染

17、、提高效率背。目前，這一理念案已經(jīng)成為全球工程敖建設(shè)行業(yè)可持續(xù)設(shè)拜計(jì)的標(biāo)桿和里程碑板。設(shè)計(jì)師和建筑師懊們得以在工程建設(shè)靶項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工斑和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的整個(gè)翱階段，輕松邦“啊模擬和分析辦”澳抗震性，在工程過程中，可以及時(shí)了隘解工程材料的是否敖達(dá)標(biāo)，并且以安“哎可視化斑”挨的方式呈現(xiàn)，從而奧實(shí)現(xiàn)以哎“疤可持續(xù)性設(shè)計(jì)搬”霸構(gòu)建人類生活和生扒產(chǎn)的抗震建筑。笆設(shè)計(jì)階段應(yīng)用扒Autodesk俺 Revit扳以及芭AutoCAD 吧Civil 3D巴等基于隘BIM昂理念的相關(guān)工具，稗可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匕匈|(zhì)環(huán)境、建筑設(shè)計(jì)氨預(yù)案匹配出最合理叭的抗震設(shè)計(jì)方案，佰同時(shí)將相應(yīng)的結(jié)構(gòu)按、施工和材料等因八素考慮進(jìn)去，設(shè)計(jì)艾

18、初期就可預(yù)先發(fā)現(xiàn)傲施工時(shí)可能出現(xiàn)的澳問題，省卻后續(xù)整背合或拆除等不必要板的施工成本，兼顧辦提升質(zhì)量、提升設(shè)懊計(jì)能力與節(jié)省成本唉等優(yōu)勢(shì)。此外，針拌對(duì)不同地區(qū)不同的癌地質(zhì)環(huán)境要求，疤 Autodes岸k Revit暗等班BIM吧軟件有各種外掛或矮套用程序，在設(shè)計(jì)奧時(shí)，將防震要求、奧防震設(shè)施或防震預(yù)矮案等因素納入其中板。哎ASTRA Mo隘ntenegro敖度假中心澳隘建筑信息模型塑造芭地震帶上的建筑奇礙跡埃黑山共和國的百ASTRA Mo哀ntenegro捌飯店如童話故事中敗公主所居住的城堡疤，聳立在峭壁之上氨。建筑主體是二張半鼓起的風(fēng)帆，它帶傲著酒店客人，在周耙圍如畫風(fēng)景中暢游疤。不過酒店客癌 挨人肯定不曾想到，澳這么幽雅的酒店其壩實(shí)建筑在地震帶上白，是來自東方的設(shè)藹計(jì)師利用霸BIM懊軟件打造了這座夢(mèng)疤幻酒店，讓它成為稗東歐的一個(gè)新傳奇霸。藹這個(gè)令人矚目的耙ASTRA Mo凹ntenegro癌度假中心位于黑山扮共和國（百M(fèi)onteneg霸ro按），建筑最大特色俺就是建筑主體構(gòu)想癌來自兩相纏繞在一板起的風(fēng)帆，用過去柏建筑經(jīng)驗(yàn)與法則來擺 傲看，幾乎是接近不哎可能