建筑結構設計中BIM技術的應用探析

劉勇

摘 要：建筑結構設計直接關系到了建筑工程建造的合理程度，為此，設計人員需要提高對結構設計工作的重視程度，并結合建筑工程的實際要求，確保建筑性能的完善程度，應用先進的BIM技術提高設計方案的科技含量和精確程度，進而為建筑結構設計效率的提高提供支持，實現BIM技術在建筑結構設計中的廣泛應用。

關鍵詞：建筑結構設計；BIM技術；應用

1 引言

使用BIM技術取代傳統建筑結構設計方式是建筑行業的發展所需，該技術不僅實現了跨專業與跨部門的數據共享，還實現多單位的協同工作，并降低了建筑單位的建筑成本，在確保工程質量的基礎上高效完成建筑工程項目，但使用該技術依舊存在許多難點，這就需要國家和企業共同努力，解決BIM技術普及與推廣中的難點，實現我國建筑行業的穩定、快速發展。

2 BIM 技術概述

BIM技術主要是根據工程項目的各種數據信息為基礎，從而建立起來的一種三維建筑模型。而且BIM技術還能借助數字仿真模型將工程項目的各項真實信息完美的模擬出來，幫助相關的管理人員對工程項目進行更加準確和精細化的管理。

BIM技術其實就是通過收集各種施工信息，并根據這些信息創建三維模型。在建筑工程建設中，在整個過程都可以利用到BIM技術，而且要充分發揮出BIM技術的作用，也必須將其應用在所有環節，只有這樣，收集的信息才夠全面，進而才能夠有效的幫助建筑企業實現對整個工程的有效設計。BIM技術源于國外，因此在一些西方國家應用非常廣泛，但是在我國由于BIM技術起步較晚，所以相關的應用還不夠成熟，而且有關BIM技術的一些政策法規也不夠完善，因此相關單位要想實現對BIM技術的應用，就必須不斷的學習國外的一些先進經驗，并結合自身的實際情況，在施工管理中利用BIM技術，以達到提高工程施工質量的目的。

3 BIM技術的特點

3.1 可視化

當今我國建筑業中的結構設計使用的是建筑圖紙或者計算機進行的，應用計算機可以設計出清晰地效果圖，也為實際的施工過程提供出完整的建筑規格數據。因為通常被使用的二維技術不能把建筑結構設計的真實效果如實的展現給人們，所以BIM技術的應用則恰恰能作為補充，將二位技術的不足做出完美的補充，將效果圖通過三維技術更加清晰、明了的展示出來。

3.2 協調性

建筑設計較為廣泛，涉及的到的部門和專業都比較多，設計人員對建筑結構進行設計的同時就需要各個相關的部門工作人員相互配合，共同努力一起來完成。負責設計的單位也需要建立設計方面完善的規章制度，來規范施工。BIM技術能夠將建筑內部的空間在設置上更加的協調，促進建筑施工時候各個環節能夠順暢的進行作業。

3.3 模擬性

BIM技術最大的優點就是能夠把建筑中相關的各類數據形成工程模型，更加方便設計者們的相互溝通、交流。IBM技術可以在數字模擬系統中進行方案設計，計算不同材料的受力值，還可以自行計算形成統計圖。更加方便的為設計者提供設計依據，根據數據計算出配比值。由于施工現場的天氣、溫度、水紋、地理等等這些因素都有可能對建筑結構造成相應的影響，所以設計人員在對建筑結構進行設計時就必須到施工的現場勘查現場情況，了解、掌握詳細的資料和數據，結合實際情況來設計高質量的建筑結構。BIM技術和實際的地理信息技術結合使用便可以把施工現場的環境和建筑模型全部模擬出來，更加方便設計人員對設計的更改和提高，也使技術人員能夠不到施工現場就能掌握所有工程施工中的信息，節省時間。

4 BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

4.1 在建筑結構建模中的應用

在建筑結構設計過程中，BIM技術的應用突破了CAD制圖的限制，將立體的建筑模型有效展示出來。傳統CAD建模，只能完成簡單的二維平面制圖，不能將三維實體模型構建真實體現出來。BIM技術可以利用三維實體模型，將真實構建展示到施工人員面前，突出整體結構信息和構件之間的關系。BIM技術應用于建筑結構設計，可實現建筑結構的可視化，與此同時，BIM技術可以快速發現建筑結構設計中存在的問題，并提出合理的修復方案，以此來提高建筑結構設計質量。例如，在國家會展中心設計中，室內展覽面積為40萬平方米，室外展覽面積也在10萬平方米以上，由于施工體量較大，結構設計復雜，傳統CAD建模根本無法滿足施工要求。為此，項目總承包部門引入了BIM技術，對工程主體部分進行建模，之后將建立好的模型與各專業建好的模型進行融合，實現模型的有效修正，消除了建筑結構中的各方面隱患，避免返工現象的出現。

4.2 在鋼結構建模中的應用

建筑結構設計中鋼結構設計十分復雜，涉及到專業知識較多，尤其是布置加強件和連接鋼結構中，任務較為繁重，很容易出現設計錯誤。為了解決上述難題，人們在鋼結構建模中引入BIM技術，通過BIM技術的應用，對鋼結構梁高進行計算，設計出專門的連接件。另外，BIM技術也可以通過相關參數，實現連接件的有效處理，并通過參數數據共享，對連接件的數量和間距進行有效控制，設計人員只需在工作中調整相應參數，便可以完成新連接件設計工作。其次，BIM技術可繪制出相關加強件的大樣圖，判斷工程中加強件的具體位置，提升鋼結構設計和施工過程的準確性。

4.3 在建筑結構性能中的應用

建筑結構設計的設計原理，主要是將建筑中各個部分中所涉及到的科學集中在一起，建立一個虛擬建筑物，實現整體結構的相互支撐。BIM技術的應用，可以實現對建筑結構性能的科學分析，對建筑機構的穩定性、牢固性、抗震性等基本要求進行判斷，確定各項數據是否滿足標準。在設計工作中，設計人員只需要將BIM模型數據導入到相關軟件中，利用軟件對數據進行處理，確定建筑結構整體性能是否滿足事先規劃好的標準，解決建筑結構設計中存在的問題，有助于建筑結構設計工作的優化，提升建筑結構設計質量。

4.4 在建筑結構協同中的應用

BIM技術具有多重性含義，最為常見的便是力學性能、成本等。目前，很多模型構件在應用過程中都有了較為獨特的要求，從廣泛性角度來講，IFC模型最佳，幾乎可以滿足所有屬性要求。但一般的工程數據信息在BIM模型中都會進行實時更新，為了使建筑結構設計不受到影響，可以采取以下措施：首先，根據設計區域的不同進行分別設計，避免出現設計信息混亂。其次，在模型設計中應該建立一個中性數據庫，保證設計者在交流過程中不出現問題。在建筑結構協同處理過程中，設計人員如果能實現將所有數據整合在一起，并通過統一的BIM技術平臺，對數據進行分析和處理，便可以確保建筑結構整體設計具有足夠的協調特性。

5 結束語

城市化進程的加快推動了建筑行業的發展，結構設計作為建筑工程中一個十分重要的環節，對建筑物的質量和安全程度有著絕對性影響，而BIM技術的引入和應用是建筑結構設計的根本性改革，在確保建筑工程質量的同時，還能為設計人員提供新穎的結構設計方案，為此，設計人員需要加強對BIM技術的應用和研究。

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