BIM技術在建筑結構設計中的運用

李玲鈺

摘要：隨著我國科技的迅速發展，BIM技術被廣泛應用于各個領域中，使數據得以在更廣的范圍內共享，且能夠應用可視化的數字模型，對建筑結構進行模擬分析，提高建筑結構設計的工作效率。BIM技術能夠在建筑設計師中發揮重要作用，通過BIM技術能夠在設計之初進行一系列探究，提高建筑設計的科學性及實用性。在新時期，傳統設計方法已經無法滿足實際需求，BIM技術就在這樣的背景下誕生了。基于此，本文就建筑結構設計中BIM技術的應用進行分析研究，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：BIM技術;建筑結構設計;運用

引言

現代科學技術推動了建筑行業的發展與進步，促使現代建筑功能更加復雜，居民對建筑的要求越來越高，各種先進技術逐漸被推廣應用，在建筑結構設計中，BIM技術的應用可以提高設計效率，有助于提升建筑產品的整體質量，本文主要對該技術的應用進行探討。

1BIM技術概述

隨著經濟的發展和社會的進步，人們對于建筑功能的要求不僅僅局限在使用上，而是更加注重建筑的整體性能，如對空間的利用、節能環保、新的科技形式的應用等。因此，新奇的建筑構想不斷產生，建筑向著立體空間發展，建筑結構日益復雜，向著智能化的趨勢發展，這給建筑設計帶來了諸多困難。這一技術可以貫穿建筑結構實際施工的整個過程，大大提高了工程的效率，降低了施工成本。BIM技術是基于計算機和信息化的發展而產生的，因此，其在建筑結構設計方面的應用，對建筑業的信息化建設有著重要意義，建筑設計開始了向信

2BIM技術的特征

2.1集成化

BIM即建筑信息模型，由三維模型構建信息數據庫，集成設計過程信息，在此模型中各專業設計交互，將建筑各類信息進行科學組合，設計師能夠精準的完整的獲取建筑結構信息。建筑工程數據量巨大，傳統的建筑結構設計常用CAD平面施工圖，圖紙工作量大，且設計師需要對各類圖紙信息完全掌握才能更好的完善設計，工作效率低，BIM技術的信息集成化，建筑數據有效關聯，動態數據預測模擬，對建筑結構設計具有重要的指導意義。

2.2協同設計

BIM的應用為建筑結構設計提供了一個更為寬廣的設計平臺，在這個設計平臺上，建筑結構的設計人員可以更加方便有效的和需求方、施工方進行探討和溝通，將各方面的信息進行及時的反饋和處理，將設計中的問題盡早的發現，并盡快的得到解決。另外，BIM的應用，可以將建筑結構設計中各專業的思路進行統一的整合，通過系統檢測功能實現各個關聯專業的相互協調，有效地避免了由于專業不通導致的設計漏洞，提高了后期建筑施工的可行性，從而保證了整個工程進度。

2.3參數化

建筑設計中，應用BIM技術對建筑結構參數值以及相應的關聯關系定義，對建筑結構進行建模，后續可利用參數進行模型調用，提升設計效率;對新加或者改造的結構部件進行編輯，模型自動轉換并與現有建筑結構體系關聯，體現相應的結構參數約束機制，驗證結構設計合理性;參數化BIM技術可以假設不同的方案設計，在業主沒有具體方案時，給出多種設計參考。

2.4共享化

BIM技術一大優勢就是實現信息直接讀取及共享性，不僅是平面設計數據信息，BIM功能中的3D、漫游效果、動畫等大量數據信息，可以利用參數模塊共享化功能，向不同的參與者展現，同時基于互聯網技術、大數據應用，BIM技術中的資源貢獻功能應用效果更佳。

3BIM技術應用于建筑結構設計中

3.1建模及分析

建模是建筑結構設計主要內容，設計師根據基本信息，確立各項結構參數，構建虛擬的建筑結構樣機，空間三維形態呈現精確的空間關系和數據，與其他3D建模不同，BIM建模根據模型自動協調更改相應的信息。設計師根據IFC標準，將建筑結構模型進行基本構件的劃分比如梁、柱、板、墻、梯等;進而對構件實體進行包括幾何、維度、材料、力學屬性定義，例如墻體是否由外墻裝飾面、隔熱材料、內墻、結構層等幾層構成;然后通過邏輯結構對模型體系進行對應關系的有效關聯，最終實現對結構實體的定義。

建模之后結合實際情景，基于三維可視化進行各類分析：空間分析、結構分析、效果圖分析，環境影響分析等。比如完成基礎建模后對建筑進行光照分析，及時發現問題，調整結構間距參數，改善光照資源，比如建筑立面外窗與結構圈梁出現空間交錯的情況，無法開啟及使用，設計協調后及時處理;結構梁柱、連接件、孔洞預留等合理定位模擬，可靠的細節調整保證設計連續性。

3.2建筑結構參數設計中BIM技術的應用

在使用BIM建筑結構設計模型的過程中，會產生數據庫，其中涵蓋全部的設計數據信息，而且在BIM模型中，所有的設計數據信息之間都有一定的聯系，是統一的整體，不同專業的工作人員都可以針對模型的不足之處進行合理的修改，相關人員還可以通過分析建筑模型中的數據信息對建筑結構的形體進行合理的構建。使用BIM技術，還可以保證建筑結構的設計工作更加符合標準、更加可靠，使建筑設計朝著數字化的方向發展。

3.3建筑工程空間位置碰撞檢查

傳統的建筑結構設計中，對鋼筋預埋件等小構件并沒有給予足夠的重視，常常在后期施工中由于設計方案不達標而導致鋼筋、預埋件之間難以良好地施工，最終對建筑工程結構整體質量以及施工進度、造價等造成不良影響。而BIM技術的應用能夠通過碰撞檢查模擬施工過程，發現后期施工中存在的問題，進而在設計階段進行調整，避免施工中出現空間碰撞問題。同時，通過BIM技術的碰撞檢查功能還能夠提前做好和業主、設計單位等各方的聯系，及時做好變更處理，減少返工等問題，提高工程的施工進度和質量。

3.4鋼結構建模應用

伴隨建筑工程持續發展，建筑工程日益呈現出大空間、大跨度發展趨勢，這也逐步增大了鋼結構的應用數量與規模。鋼結構鏈接、強化件數量眾多，布置極廣，鋼結構設計難度因此明顯增大。基于BIM技術，則能在計算鋼結構梁高度基礎上專門設計所有連接件，參數化處理這些連接件，基于BIM技術參數共享則能有效控制好鋼結構中連接件（種螺栓等）間距與數量，如果有新連接件構建，設計師無需進行重復設計工作，僅需對有關參數進行調整就能實現新連接件設計;基于BIM技術，設計師同樣可以將加強件的大樣圖輕松繪制成功，滿足加強件的設計與制作需要。而從鋼結構施工角度來看，BIM技術能夠有效簡化技術人員的工作量，讓其僅需基于設計位置全能完成加強件部位設計，鋼結構的設計缺陷因此可以被全面規避。

3.5建筑結構性能研究

本質來看，建筑結構設計實質上并非簡單排列建筑的各組成部分，而是需要有機組合建筑物的各部分，以此建立起可以相互支持的建筑整體，為建筑結構整體牢固性、抗震性等達標提供保障，因此很有必要分析建筑結構性能。BIM技術宜將有關性能分析軟件設計出來，并在軟件內導入建筑信息模型數據，以此將分析過程快速、準確地完成，基于分析結果將設計缺陷迅速改變，實現建筑結構設計質量提升。

結語

使用BIM技術建立相關的數據模型，可以使不同的專業應用使用統一的工作平臺，提高工作效率。特別是目前的建筑結構設計越來越多地考慮了節能等方面的問題，使用BIM技術可以更好地滿足人們對建筑的各項需求。與此同時，使用BIM技術，建筑結構設計師可以更加投入地進行設計工作，使設計工作有更多的方法可以選擇。

參考文獻

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[2]陳慶豐，徐云博，劉繼鵬，等.探析建筑結構設計中BIM技術的應用[J].四川水泥，2015（11）：154.

（作者單位：南京柏鈞溫室工程有限公司）