BIM技術在建筑結構設計中的應用分析

臧龍

摘 要：隨著社會經濟快速發展，房地產行業的影響日益擴大，建筑行業的標準和要求也越來越高。建筑結構設計作為建筑行業的基礎，不僅涵蓋了設計師對施工建筑的所有表達，更是整個建筑施工階段最基礎最重要的一個環節。

關鍵詞：BIM技術；建筑結構設計；應用

中圖分類號：TU17文獻標識碼：A

引言

進入新世紀以來，我國的社會主義市場經濟持續繁榮，建筑行業進入快速發展階段。在工程建設中，結構設計占據重要位置。只有提高結構設計水平，才能保證建筑項目的整體質量。BIM技術是現代技術的代表，將這一技術應用在建筑結構設計中，可以收獲事半功倍的效果。因此必須把握BIM技術的內涵，發揮BIM技術的應用價值。

1BIM技術的主要應用特點

1.1信息化特征

BIM技術是現代信息技術的代表，集成了現代信息技術的強大功能，可以對海量數據信息進行分類儲存和分析管理，建構科學的信息模型。建筑信息模型為后期項目建設奠定了基礎，設計人員需要對建筑模型進行優化，確保各項參數的準確性。BIM技術構建了信息平臺，設計人員可以登錄信息平臺，對建筑結構進行不斷優化，實現建筑設計的一體化。信息建模型以數據庫作為基礎，記載了建筑結構信息、施工材料信息、建筑構件信息等。設計人員可以通過查詢功能快速檢索數據，加快建筑結構設計的速度。

1.2協同性特征

BIM技術具有突出的實用價值，其為設計人員、業主和施工方提供了互動溝通的平臺，主體可以通過登錄平臺來傳達主體需求，實現單位之間的信息連接。設計人員在完成工作后，需要將模型信息發送給業主，在業主認可的前提下指導施工方工作。BIM技術可以對建筑結構要素、建筑構件要素等進行檢測，分析構件之間的影響要素，并提出削弱外部影響的策略。通過BIM技術，建筑設計質量將明顯提升，建筑工程項目可以滿足多方主體的需要。

1.3高效性特征

建筑設計過程中互產生大量數據，如何對數據進行分類管理，成為設計者關注的重點問題，BIM技術解決了設計人員的困擾，可以將數據儲存到適當位置。當建筑結構設計中的數據發生變更時，BIM系統將根據變化數據調整建筑工程模型，對相關信息進行快速修改。BIM技術還可以實現模擬施工的目標，對建筑場景進行還原。在BIM技術的作用下，建筑結構設計將更加高效。

2BIM技術的積極作用

2.1規避施工隱患提高工程質量

工程質量直接影響著整個項目乃至整個行業。在建筑項目的實際操作過程中，施工人員專業技能水平參差不齊，容易滋生違規施工或者不按照既定圖紙實施工等問題，影響工程質量和項目進度。BIM技術通過三維建模，可以對施工技術進行全方位的仿真模擬，有效驗證施工技術的可行性。

2.2優化項目環節提高企業利潤

建筑項目具有難度大、周期長的特點，從前期籌劃到后期施工都存在著工程變更的可能，每次變更不僅加大了項目難度，而且對成本的把控增加了難度。從規劃投標到工程實施，從項目變更到竣工結算，BIM技術可以幫助企業在各個階段有效的進行成本管理，將企業的成本利潤進一步最大化。同時BIM技術可以對信息數據直接提取和存儲，通過對數據進行規劃和重組，建立信息模型，不僅方便項目參與的各方人員進行數據交流和共享，而且能一模多用，對企業的長期發展有積極的作用。

3BIM技術在建筑結構設計中的應用難點

3.1BIM技術實際應用成本高

由于BIM技術軟件由國外開發，國內施工企業在項目前期需要自行購買軟件，再對從業人員進行技術培訓，然后才能正式投入到BIM技術的應用中。原本BIM技術在監護項目中的應用周期就比較長，針對這項技術的專業咨詢費用也較高。前期過長的人員投入、資金投入等，對整個項目的收益有所影響。過高的成本壓力，使很多企業望而卻步。

3.2易受外部影響

在應用BIM技術進行建筑結構設計時，需要建構基礎模型，并將建筑模型放到結構分析軟件中，對建筑結構進行分析和計算。建筑結構分析軟件可以提供反饋意見，設計師根據反饋意見，可以對建筑結構設計模型進行修正。反饋信息的過程就是設計方案更新的過程。因此從這個角度來看，以BIM技術為基礎的建筑結構設計，是動態與靜態的統一。一方面，設計人員要關注建筑模型的真實性、科學性，確保建筑模型的實際應用價值。另一方面，設計人員要對建筑模型的外部環境變化進行分析，使建筑模型設計與施工實相符合。建筑結構設計容易受到建筑材料、建筑構件的影響。在荷載組合不當、力學特征分析不力的情況下，很容易出現設計失誤，阻礙后續工作的順利展開。

3.3自主研發技術有待提升

BIM最早起源于美國，目前應用于BIM技術的軟件也基本是由國外發達國家開發。同時，BIM技術的應用主要集中在世界發達國家的建筑項目中。雖然目前在中國也得到了較為廣泛的應用，但目前我國的技術研發能力依然處于相對落后的階段。由于國內外的各種因素差異，BIM技術軟件對國內的很多項目并不適用，這在很大程度上對建筑企業的二次研發技術能力提出了重要挑戰。BIM技術是比傳統的CAD操作難度更大，在實際的應用過程中，面臨著一定的技術風險。

4BIM技術在建筑結構設計中的應用路徑

4.1可視化設計

在傳統建筑結構設計中，大多數設計人員會采用CAD技術，形成完整的建筑設計圖紙，并將建筑設計圖紙發放給施工方，讓施工方按照設計圖紙內容進行施工。建筑結構設計并不是一項簡單的工作，設計人員需要對建筑結構構件進行分析，展示建筑結構構件的詳細信息。CAD技術無法對建筑結構構件進行細節展示，在一定程度上會影響建筑結構設計的實效性。為了避免出現上述問題，可以應用BIM技術，形成建筑結構的三維立體模型。立體模型明確了各個建筑結構構件的位置，設計人員可以對建筑構件進行直觀分析，對不符合要求的建筑構件進行優化和改進。在生成三維立體模型之后，設計人員可以對建筑結構進行布局調整和規劃安排，計算建筑物體量。BIM技術是可視化過程中的重要技術，而可視化技術可以對建筑結構進行動態考察，直至得到最佳設計方案。

4.2提升自主研發能力

鼓勵企業間開展技術交流，開展國外技術人才的引進，對先進的技術開展借鑒和學習。同時在國內開展人才的培養，從企業到學校，為人才的儲備打好基礎。為技術的開發和研究提供源源不斷的儲備力量。

4.3降低企業對BIM技術應用成本

對新技術進行一定程度的政府支持，同時組織聯合開發，群策群力，將BIM技術進行本土化，使之為我所用。將技術與我國的項目進行有效的結合，通過多次的磨合和經驗總結，不斷探索和開發適合中國本土化的BIM技術。

4.4參數設計

建筑結構參數設計的難度比較大，以鋼結構的構件參數設計為例，在開展設計工作時，設計人員不僅要考察構件的位置、構件之間的連接方式，還要找到構件的連接點，確保構件的穩定性。在對鋼結構構件進行連接時，必須要對連接梁的高度進行測算，查看構件的連接類型，并對每個構件的參數進行精準設計。BIM技術提供了三維立體模型，因此在開展鋼結構設計中，設計人員應該先對模型中的構件進行調整，并合理控制螺旋數量等。在模型調整過程中，需要保證數據信息的快速接收，根據數據信息來繪制加速構件。

結束語

BIM技術在建筑結構設計中應用有著積極有效的作用，不僅能簡化工作流程，提高工作效率。尤其在現代建筑項目的實施中扮演著不可或缺的重要角色。但越是重要的事情，就越是要引起我們的重視。通過進一步的探究可以發現，在建筑結構設計中的BIM技術的應用還面臨著很多問題，從法律監管的力度到行業標準的制定，從技術研發到人員的能力提升，這些問題都需要我們一步步來解決。

參考文獻

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（作者單位：東臺美年達建筑裝飾工程有限公司）