BIM技術在建筑結構設計中的應用研究

文/ 顧習峰、馬傳靜、趙琳 青島騰遠設計事務所有限公司 山東青島 266101

BIM 是近年來在建筑設計行業中新興的一種工程數字化設計工具，它能通過整體虛擬建筑信息模型實現全方位、全方面的土建設計及相關檢測、管網控制等工作，在當前在建筑設計方面發揮了巨大功能。采用BIM 技術可以幫助設計師進行協同設計、建造全過程一體化和對建筑工程的智能化維護，也打破了傳統的不同工種之間的隔閡，提高整個建筑工程的施工效率，是我國未來建筑設計的重要支撐。

1、BIM 技術的特點

BIM在整個建筑領域，彰顯數字化的特征，讓建筑領域與信息技術緊密結合。BIM工程是一項系統工程，不是一個單位，或者一個專業，一個人能夠獨立完成，是需要參與建設的所有單位進行共同參與，共同協作。BIM技術共有五大特點：

可視化：可視化也就是“所見即所得”的形式，可視化可以在建筑施工之前就完成了模型的構造，減少了參與人員自行想象的過程，現在建筑業的建筑形態變化多端，新型復雜的造型也在不斷推出，如果光靠人腦來進行思考可能會出現偏差。所以BIM提供了可視化的思路，增強整個項目的協同性，能讓整個項目的設計、建造、運營過程中都能夠可視化的狀態下進行。

協調性：采用BIM技術可以使得原本互相獨立的各專業設計相互關聯，相互協同。在施工過程中所有的環節都存在著協調及相配合的工作，如果出現溝通不暢或者協同難度大，同時能生成科學的協調數據，幫助整個建筑環節順利進行。

模擬性：BIM可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物，采用虛擬數字技術在虛擬場景中進行操作，能夠進行需要模擬的一些東西上進行模擬實驗，從而來確定合理的施工方案，還能實現成本控制。

優化性：優化的過程受到三種東西的約束，就是信息、復雜程度和時間。如果沒有準確的數據無法得出合理的優化結果并且現代建筑物的結構復雜，參與人員本身的處理能力有限，BIM及與其配套的各種優化工具能為復雜的項目提供合理的優化。

可出圖性：BIM可以為可以業主出具科學的圖紙，設計出來的圖紙能可幫助設計單位的準確性提高，并在原有的基礎上進行創新，讓整個建筑流程達到最優化。

2、BIM 技術在建筑設計中應用重要性

在建筑工程設計中，通過建立科學的數據模型，實現了建筑設計由二維CAD 轉向BIM的過程，目前BIM技術在建筑設計中應用已經在很多發達國家普及，當前我國合理的政策和良好的房地產發展環境為BIM在建設計中的廣泛使用提供了可能性。例如：在一項建筑工程的設計中，由于建筑結構比較復雜，建筑難度比較大，同時驗收方對建筑工程的質量和時間要求都比較嚴格，對工程設計提出了較高的要求，這時使用BIM技術能提高整體項目的設計效率，并根據不同的要求靈活的更改設計方式，根據項目的實際情況進行最合適的方案制定，嚴格控制了設計的質量，提高了整體設計的效率。此外還能對工程的具體情況進行仿真設計和模擬施工，把整個施工過程情況都模擬出來，讓整個工程在設計好的情景下進行施工，極大的提高了工程設計的合理性和效率，而且創新了設計方案，使整個設計更多變適應了未來建筑設計發展的趨勢。

3、BIM技術在建筑設計中的具體應用

3.1 設計及構造建筑復雜型體

BIM 技術的出現，對于復雜形體的建筑設計及建造應用存在著極為重要的作用。通過將BIM技術得到的各種數據進行整合，將建筑中的層高信息、樓層數量、外墻高度等信息都結合進去進行多維曲線設計，得到系統科學的立體成果。同時BIM技術也能讓建筑設計師進行更大膽，創新的設計，發揮自己的創造力，展示自己的思維能力，將自己腦中的想法在上面立體的展示出來，這樣能全方位的觀察到自己的設計，也能從中看見一些細節的不足，進一步優化自己的設計效果，達到自己建筑設計的新境界，鍛煉自己更高超的設計能力。也能滿足人民生活所日益增長的對建筑復雜的需求，推動了我國建筑的飛速發展。

3.2 各專業協同設計的應用

我們都知道，在當前建筑工程設計過程中，所涉及到的內容和具體模塊越來越多，并且整個工程內部的人員架構也越來越復雜，設計人員的工作任務不僅局限于相應的建筑結構進行設計。這些復雜的模塊設計需要的設計如果通過二維CAD來運作是不能設計的全面，在設計之前，設計人員應該對整個建筑工程的情況有一定的了解，這樣才能將整個的設計進行有效融合，促使其能為整個建筑工程項目的協同合作做出有力的支撐，同時對各個施工人員的安全也提供了良好的保障，例如：電路和水路的設計應該重點注意，如果二者分開工作極容易發生漏水漏電現象進而引發危險事故，通過BIM設計的整體規劃，施工人員按照具體的三維圖紙能更有效安全的進行施工，保障各個不同類型的管線能夠進行有效安置，各個管線區域也能夠進行協調合作，避免出現交叉問題和危險隱患。

3.3 在綠色建筑中的應用

由于目前我國生態環境被嚴重破壞，使用非環保的材料，建筑垃圾等也給環境保護帶來嚴峻的威脅，這就給建筑行業帶來了不小的挑戰，影響了建筑行業的蓬勃發展，因為要注重低碳，BIM技術在建筑工程里的使用，恰好能夠滿足行業綠色發展的需要，給建筑行業的發展增添了動力。例如在施工過程中通過BIM技術，可以將建筑物的采光情況，通風流量，天氣影響的日照等數據進行綜合設計。如果因各方面原因不能使用環保材料，也可以通過BIM技術從中協調改善，將非環保材料的使用數量降到最少，并提出更加可靠的運行方案，節約了能源促進了環保。

結語：

隨著我國經濟的不斷發展，我國城市建設不斷進步，將BIM 應用于建筑設計之中，是提高建筑設計質量與效率的重要法寶，它可以讓建筑行業進行合理的資源配置，也為建筑業提供可觀的經濟效益及社會效益。