BIM技術在建筑結構設計中的合理應用

周亞東,石桂菊

ZHOU Ya-dong, SHI Gui-ju

(濟寧大嘉工程造價咨詢有限公司)

(Jinan Dajia Engineering Cost Consulting Co.,Ltd.)

1　引言

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會各方面對于建筑工程的開展需求也在不斷增加，而在這樣的背景之下，保證建筑結構設計的合理性也就更為重要。為了進一步的提升這一工作的開展成效，越來越多的新型技術被應用到了建筑結構設計過程中來，BIM技術就是其中之一。這一技術的應用將能為建筑結構設計工作帶來設計圖紙可修改、設計數(shù)據(jù)信息化、工程設計一體化等優(yōu)勢。

2　BIM技術的發(fā)展現(xiàn)狀

首先，對于BIM技術的定義來說，這一技術主要是應用計算機技術建立數(shù)字化模型，進而針對項目招投標、工程設計、工程施工以及最后的運維工作等進行輔助[1]。其次，BIM技術是建立在三維的數(shù)字化技術之上的，這一技術的應用過程實際上也就是針對建筑實體結構中的構件進行參數(shù)化定義的過程。最后，從BIM模型的特性上來說，BIM模型可以被視作一個能夠表示參數(shù)和功能特性的數(shù)據(jù)庫[2]。

數(shù)字化城市建設是我國建筑技術發(fā)展的主要任務與核心目標，而BIM技術的應用則能保證這一工作更好的展開，并在此基礎上達到國家及社會對于建筑工程的要求。針對現(xiàn)階段狀況來說，隨著國家對BIM技術應用重視程度的提升，我國也有了越來越多的成功應用案例，例如：水立方、上海中心大廈等。

3　BIM技術應用在建筑結構設計過程中所起到的作用

3.1　設計圖紙可修改

想要保證建筑圖紙設計的完善性，設計人員必須能結合建筑結構設計要求不斷的對圖紙進行修改和改進[3]，在這一過程中，傳統(tǒng)設計技術的應用意味著圖紙的每一次修改都需要對相關的建筑設計參數(shù)重新進行計算，這樣的特點將大大影響建筑圖紙設計的整體效率。對于BIM技術來說，由于這一技術的應用是在建筑模型的基礎上展開的，當設計人員需要對圖紙中的某一點進行修改時，系統(tǒng)將自動的完成其他相應參數(shù)的計算和修改。結合這樣的特點，不但建筑圖紙設計工作的效率能得到提升，設計人員也可以更好的通過不同參數(shù)圖紙之間的對比來確定最優(yōu)的設計方案。

3.2　設計數(shù)據(jù)信息化

建筑結構設計工作展開的過程中將涉及到大量的數(shù)據(jù)和信息，而傳統(tǒng)設計方法的應用將導致數(shù)據(jù)查找所消耗的時間大幅上升，這樣的狀況很有可能會導致設計質(zhì)量的下降。同時，傳統(tǒng)設計技術的應用意味著建筑結構設計工作展開過程中所涉及到的數(shù)據(jù)將需要人工進行記錄和輸入，這樣的數(shù)據(jù)處理方式是非常容易出現(xiàn)誤差的，進而導致建筑結構設計的可靠性降低。相比于傳統(tǒng)設計技術中存在的缺陷，由于BIM技術是在現(xiàn)代信息技術的基礎上發(fā)展而來的，這一技術的核心就是信息[4]，因此，在實際的設計過程中，設計人員可以將BIM技術模型視作整體工程設計的數(shù)據(jù)庫，設計人員只需要通過這一數(shù)據(jù)庫進行信息查找即可，以此來提升數(shù)據(jù)記錄的準確性。

3.3　工程設計一體化

通過對BIM技術的應用，設計方案將能在對建筑外觀進行展示的基礎上同步的對建筑工程的光源、熱能傳導以及材質(zhì)屬性等進行說明，也就是說，BIM模型將能全面的對建筑工程進行一體化設計。在這樣的基礎上，設計人員除了在安全性上對結構設計方案進行考量之外，還能同時通過舒適性、光源、節(jié)能等多個角度對建筑結構設計進行評價，進而選擇最優(yōu)的設計方案。從另一方面來說，BIM技術除了能提供平面圖紙之外，還能進一步的完成對整個建筑模型的渲染處理，進而達到出圖、計算、渲染等環(huán)節(jié)的一體化。

3.4　工程模型三維化

從本質(zhì)上來說，BIM技術屬于一種三維技術，而通過建筑模型的三維展示，設計人員將能更好的對建筑結構各部分之間的情況進行觀察，及時的發(fā)現(xiàn)問題并進行改良。顯然，這樣的特性能極大程度的避免實際施工過程中因為結構設計不良而出現(xiàn)的問題。在此基礎上，為了更好的保證建筑結構設計方案的完善性，設計人員可以著重對暖管通道、墻體梁板等結構進行觀察，盡早發(fā)現(xiàn)問題。

4　BIM技術應用策略

4.1　建筑結構與場地分析

在對建筑結構進行設計的過程中，設計人員除了要針對客戶需求以及安全性等因素進行考量之外，還應進一步的結合建筑工程所在地的特點對設計方案進行完善。建筑工程所處場地的地質(zhì)環(huán)境、水文狀況等都會對建筑結構設計方案的確定產(chǎn)生影響，設計人員可以利用BIM技術來解決這樣的問題。通過BIM技術與地理信息系統(tǒng)的有效結合，建筑工程所在場地的特點將能得到全面的模擬，設計人員在模擬環(huán)境下對建筑結構進行設計，設計方案自然能夠滿足建筑場地對于建筑結構的要求，進而保證建筑結構設計的合理性。

4.2　建筑結構性能分析

建筑結構的性能主要是指抗震性、牢固性等，而在對建筑結構進行設計的過程中，設計人員必須保證能將建筑各個部分有機的組合起來，形成一個互相支撐的整體，以此來保證建筑結構在性能上能達到用戶的需求。對于這樣的需求來說，設計人員可以結合BIM技術對建筑結構在性能上的表現(xiàn)進行分析。在實際的工作過程中，設計人員可以將BIM模型相關的數(shù)據(jù)導入性能分析軟件之中，并通過這一軟件來迅速的完成分析過程。相比于傳統(tǒng)設計技術的應用來說，這樣的方式能夠大幅降低建筑結構性能分析過程中所消耗的人力物力，同時也避免了大量數(shù)據(jù)計算可能產(chǎn)生的誤差。

4.3　建筑結構協(xié)同

結合上文中的內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)，建筑結構設計中涉及到的數(shù)據(jù)是需要不斷的進行交流和共享的，而由于傳統(tǒng)設計技術中共享機制并不健全，過程中就很有可能因為數(shù)據(jù)不同步而導致問題的產(chǎn)生。對于BIM技術來說，這一技術能夠通過中間數(shù)據(jù)文件來完成異地不同設計軟件工作時需要的數(shù)據(jù)和信息上的交流共享。同時，通過中性數(shù)據(jù)庫的設計，不同專業(yè)之間將能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與共享。一個完善的建筑結構設計方案需要水暖、土建、裝飾等多個專業(yè)協(xié)同的進行工作，而這一過程中必然會涉及到數(shù)據(jù)的傳遞與共享問題，通過中性數(shù)據(jù)庫的應用，建筑工程結構設計所涉及到的數(shù)據(jù)將能以統(tǒng)一的格式在系統(tǒng)內(nèi)部進行傳輸，進而保證不同專業(yè)間協(xié)同工作的效率。

4.4　鋼結構建模

在建筑工程不斷向著大跨度、大空間發(fā)展的趨勢之下，鋼結構的應用范圍也隨之越來越廣，而BIM技術的應用則能進一步保證這一結構在建筑工程中能有效的發(fā)揮自身作用，并在此基礎上確保這種結構應用的安全性。鋼結構是通過梁柱連接來實現(xiàn)的，而不同的連接方式在結構上體現(xiàn)出的特性也有所不同，這樣的特點也進一步的為建筑鋼結構的設計增加了難度。在實際的工作過程中，BIM技術可以通過對鋼結構梁高度的計算來針對性的對所有連接件進行設計，并進行參數(shù)化處理。對于參數(shù)的調(diào)整，設計人員可以借助BIM技術的參數(shù)共享功能來完成對鋼結構中螺栓等連接件數(shù)量和間距的控制。

5　結語

在對BIM技術應用的優(yōu)勢進行分析的基礎上，這一技術在建筑工程與場地分析、建筑結構的協(xié)同、建筑結構性能分析、鋼結構建模等四方面中的應用方法進行了論述。總的來說，我們?nèi)詰掷m(xù)的對這一技術在建筑結構設計中的合理應用進行研究，進而保證設計方案的完善性。

[1]皮丹.基于BIM技術的建筑結構設計研究[J].山西建筑,2017,(16).

[2]張權,文兵.基于BIM的建筑結構設計探討[J].建筑技術開發(fā),2017,(20).

[3]王耀銳.房屋建筑結構設計中BIM技術的應用[J].魅力中國,2017,(51).

[4]王鳳起.BIM技術應用發(fā)展研究報告[J].建筑技術,2017,(11).