建筑結構設計中BIM技術的應用

王文娟 夏明月

（信陽職業技術學院，河南 信陽 464000）

0 引言

在建筑結構設計工作中使用BIM技術可全面控制建筑工程數據信息，并利用BIM技術建立三維立體模型，使用BIM技術管理建筑工程所有信息。通過BIM技術可模擬建筑工程施工過程，這有利于控制整個建筑工程施工進度、施工質量。使用BIM技術建立的三維立體模型，可形象的將建筑物的整體空間展現給設計人員，如此可使設計人員了解各零部件是否存在沖突。由此可見，BIM技術應用在建筑結構設計工作中可推動建筑行業穩定發展。

1 傳統建筑結構設計的缺點

1.1 設計及分析欠缺策略性

建筑信息模型傳播過程中，建筑信息模型相關軟件被提及的幾率較高，由此可見在建筑結構設計中使用相關軟件可有效提升設計質量。在建筑結構設計工作中，使用建筑信息模型軟件是提升設計質量、保證建筑物穩定性的一個重要措施。軟件開發商的努力對推動建筑信息模型發展具有重要作用。傳統建筑結構設計軟件雖然有一定分析、設計能力，但是與BIM技術相比其功能性較弱，且功能不夠完善，這也使得傳統設計軟件不再符合建筑行業發展需求。

1.2 設計步驟方面存在問題

傳統建筑工程設計過程中存在一個影響設計質量的重要問題即設計協同問題，此問題將與設計流程互相影響，從而對建筑結構設計工作形成不良影響。在傳統設計觀念中，各專業的工作重點均不相同，而各專業設計圖紙均以本專業為設計內容，若各專業并未進行良好溝通，其設計將存在碰撞問題，進而對施工進度、施工質量形成不良影響。尤其是在某一專業設計出現變化時，若未及時進行溝通，則將影響建筑工程施工進度，嚴重的甚至會影響建筑工程施工質量。

2 BIM技術在模型建設中的運用

2.1 依據IFC標準建立BIM模型

BIM技術應用當中，將涉及計算軟件、作圖軟件、造價分析軟件等多種軟件，而為解決軟件問題，需選用 IFC標準格式。設計人員需依據此格式定義、處理建筑物中最小結構的幾何尺寸、材料、組織形式等，并且建立BIM材料庫，以保證相關軟件可正常運作，比如：磚墻結構。設計人員可依據 IFC標準模型確定磚墻結構所需施工材料尺寸、物理性能等信息，并確定施工中需選用哪一規格的磚，之后利用關聯材料將磚塊與墻體材料結合在一起，明確工程方案。

2.2 建設BIM結構模型

在使用BIM技術建立建筑模型時，需通過網絡將所涉及的所有材料信息、建筑結構尺寸等信息傳輸到系統當中，并通過系統構建建筑結構模型，比如：設計人員在進行建筑墻體結構構件設計工作時，需明確建筑實體，利用BIM技術建立模型，直觀的展現建筑構件間的關系、樓層之間的關系等。

2.3 建立關聯性結構模型

設計人員在設計建筑結構時，需詳細分析各不同構件間的聯系，并使用 BIM技術構件建筑模型，直觀觀測各構件間的關系。研究發現，建筑結構構件存在對稱性關聯與非對稱性關聯兩種關聯情況。非對稱性關聯指的是建筑結構中具有主要、次要聯系的結構，此類建筑結構建筑實體出現改變時并不會改變建筑主實體。如：墻體上設置有洞口，若設計人員刪除墻體，洞口也會被刪除，若刪除洞口并不會刪除墻體。

3 BIM技術在建筑結構設計中的應用

3.1 可視化模型的構建

BIM技術具有可視化、協調性、模擬性等特征，依據BIM技術、建筑結構信息可建設三維立體模型，可使人們直觀了解建筑物結構及細部構件。傳統建筑結構設計當中，設計人員大多選用AutodeskCAD軟件繪制設計圖紙，使用CAD軟件可向用戶充分展現建筑結構相關的數據信息，使用BIM技術則可向用戶展現三維立體模型，通過觀測三維立體模型可直觀觀測建筑結構設計情況（即便是非專業人員也可通過立體模型了解建筑信息）。現階段，我國部分建筑結構設計人員選用BIM技術向用戶展現建筑結構布局情況，如此可使用戶充分了解建筑結構相關數據信息。設計人員通過分析建筑結構相關數據信息，可保證建筑結構設計質量，提升建筑施工方案質量。另外，相關工作者可在觀測、分析BIM模型后，了解建筑結構設計圖中存在的問題，并采取有針對性措施解決這些問題，以提高建筑施工質量。

3.2 建筑空間規劃應用

空間規矩屬于建筑結構設計的重要環節，在確定建筑施工地點后，設計人員需詳細分析施工現場空間、地形情況。若通過分析發現施工現場地形情況較為負責，設計人員需詳細研究施工現場地形結構。設計人員可使用BIM技術研究建筑物基地坡向、斜率等空間要素，設計人員需詳細研究是否可在地形較為負責的地區建設建筑物，并進行初步設計。設計人員使用 GIS建模分析建筑坡度情況，并擬定多個參數，之后的建筑結構設計工作則需要分析不同層面、不同角度的數據信息，這些信息將為建筑結構設計工作奠定基礎。設計人員需在掌握地形勘探報告后，科學規劃建筑物空間。設計人員在規劃建筑物空間時，可利用BIM技術的可視化特征。與此同時，設計人員可使用BIM技術進行道路、室內視野分析等。在此之前，設計人員需建設三維立體模型，并詳細分析多個因素、使用BIM技術對模型進行調整，以保證建筑物空間規劃質量。

3.3 建筑結構性能分析

為保證建筑結構設計質量，并不能簡單將各建筑構建羅列在一起，設計人員需將建筑物各構建有機融合起來，從而形成一個穩定性、安全性、實用性較高的建筑物。設計人員需詳細分析建筑結構性能，以保證建筑結構穩定性。設計人員需使用BIM技術進行建筑結構設計工作，將建筑信息模型數據信息傳輸到BIM軟件當中，并迅速、精確處理相關數據信息，以提高建筑結構設計質量。

3.4 鋼結構建模應用

近年來，建筑工程規模、空間在逐漸增大，鋼結構在建筑工程中的應用也在逐漸增多。由于鋼結構鏈接、強化件數量比較大，且分布較廣，設計工作難度也隨之提升。使用BIM技術，設計人員可在計算鋼結構梁高后設計相關連接件。設計人員可通過BIM技術參數共享功能控制鋼結構連接件的間距及數量，如此設計人員在鋼結構中新增連接件時，并不需要進行重復設計，只需調整相關參數即可。將BIM技術應用在建筑結構設計中，可減少技術人員工作量及工作壓力。

4 結語

總之，BIM技術在建筑結構設計中的應用可提升建筑結構設計質量，保證建筑工程施工進度及施工質量。設計人員使用BIM技術建設三維模型，可直觀觀察建筑物詳細結構，這對提高建筑結構設計質量、保證建筑物穩定性十分重要。因而，相關工作人員需加強對BIM技術的學習，掌握BIM技術正確使用方式，并積極將其應用到建筑結構設計工作中，提升建筑結構設計質量，推動我國建筑行業持續發展。