試論建筑結構設計中BIM技術的應用

王帥

【摘 要】BIM技術是伴隨著科學的技術進步而產生的一種新型的建筑結構設計手段，這種技術在使用的過程當中，能夠有效實現現代科技的滲透，提升建筑結構設計工作的質量好效率。本文介紹了BIM技術的概念與優點，就BIM技術在建筑結構設計中的應用進行了詳細的論述，

【關鍵詞】BIM；結構設計；應用

建筑結構設計過程當中，利用BIM技術能有效提升建筑產品的質量，縮短建筑產品的生產周期?；诖?，文章針對BIM的基本概念和基本特征進行分析，就BIM技術在建筑結構設計中的應用進行了詳細的論述，為了解BIM技術在建筑結構當中的應用提出了有效參考。

1BIM技術的概念與特征

BIM技術是技術創新發展的結果，它的出現和應用，給建筑工程設計帶來動力和生機，下面將介紹BIM技術的概念與特征。

1.1BIM技術的概念

現代建筑不僅規模大，而且功能愈加多樣化。為提升建筑工程質量，確保其功能更加多樣，更好滿足人們需要，首先就應該提高建筑工程設計水平，為工程建設提供有效指引。同時，為提升建筑工程設計水平，應用先進的設計技術是必要的。BIM技術又稱為建筑信息模型，是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具，注重對建筑的數據化、信息化模型整合，在建筑工程策劃、設計、運行和維護階段，為工程技術人員提供準確、詳細的數據資料和信息，有利于更好開展管理決策，提高工作水平。通過BIM技術應用，能夠更為詳細和全面掌握建筑工程基本信息，促進設計水平提升，也為工程施工順利進行奠定基礎。

1.2BIM技術的特點

作為一項重要的技術措施，BIM技術擁有自身顯著特點。

（1）可視化

可視化是指BIM技術能夠為人們提供“看得見”的形式，BIM技術為工程技術人員提供可視化思路，將建筑工程各內部結構以三維立體的實物圖形式展示。甚至還提供設計效果方面的內容，不僅包括建筑結構的線條、尺寸大小，同時還包括具體位置、形式、各構件之間的相互聯系等。此外，由于建筑結構具有可視化特征，也為建筑工程設計、建造、運營中的討論和決策提供有效指引。

（2）協調性

建筑工程設計是一項系統和復雜的工作，需要增進設計人員之間的相互配合，充分發揮各方潛力，終形成合力，為提升結構設計水平奠定基礎。而一旦建筑結構設計中遇到問題時，也需要設計人員增進相互合作，共同協商來提出解決和應對方案，查找問題成因，提出有效解決對策。此外，在其他結構設計時，也離不開工作人員協調與配合。

（3）模擬性

模擬性也是BIM技術的顯著特征，不僅能夠模擬建筑物模型，還能模擬在建筑結構中進行各項操作。例如，在結構設計階段，可進行建筑結構的節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等。還可以根據施工組織方案模擬施工，后期運營維護階段模擬地震時人員逃生、消防人員緊急疏散等。

（4）優化性

整個建筑工程設計、運營和維護是一個不斷優化的過程。只有加強這方面優化工作，才有利于提升工程質量，實現對質量缺陷預防。而這些工作開展離不開有效信息支持。BIM技術應用能夠提供詳細和全面的信息，為工程結構設計優化、工程質量提升、運營維護提供有效指引。進而有利于提高決策水平，讓建筑工程更好運營和發揮作用。

2BIM技術在建筑結構設計中的應用

2.1建立實體模型

采用BIM技術能夠形成三維模型，將建筑完成后的實體構件在設計圖中表現出來，這是CAD技術難以達到的，但是也是CAD技術的升華，BIM技術能夠實現與CAD技術的無縫對接與提高。運用BIM技術，能夠直接看到構件之間的彼此聯系并方便工作人員發現存在的問題，還能夠通過可視化技術對建筑結構的動態變化進行監測，為結構設計的修改提供重要依據，保證設計方案的合理和實用，在實際工程中，使用BIM技術幫助結構設計人員節約了大量的時間，實現了成本的節約。

2.2應用在建筑空間的規劃當中

在進行建筑設計之前需要提前進行建筑的空間規劃，所以在建設地點選擇完畢之后，首先要對建筑的空間進行分析，分析建筑空間的地形以及對一些復雜的地形進行研究與計算，確定相應的方案，在地形的分析中應用BIM技術，能夠開闊設計的思路，在分析中能夠將坡高、斜率以及斜坡的斜率等參數進行分析。例如對具體的工程，斜坡走向的分析可以先采用GIS軟件進行建模，對采集到的參數進行匯總與歸類并模擬，這樣，設計人員可以從不同的設計角度對工程實際情況進行模擬，為后期的設計提供依據。在地形探索之后再開始對建筑物的設計規劃，對于建筑物的空間規劃，BIM技術有著良好的現實應用，因為BIM技術能夠完好地將建筑物的內外空間以3D模型完全展現出來，所以設計人員可以通過對設計效果的評價，對建筑物的室內與空間進行分割，詳細布置建筑物周邊的道路與外觀等參數，利用BIM技術的調試功能，嘗試不同的參數設置并選擇最優化設置，得到最佳的空間規劃模型。

2.3實現建筑結構構件的性能分析

在結構設計中，為了保證建筑物的安全與穩定，需要設計人員花費大量的精力對建筑構件進行受力計算，以便完成構件的受力分析，對于重要的構件往往需要計算幾次，而且不同的設計人員采用的參數不同，往往計算結果也不同，這樣就花費了大量的人力與時間，也影響了建筑物結構分析的準確率。BIM設計針對這種情況引入了相關的性能分析軟件，只需要把BIM中的相關數據導入到軟件當中就能夠實現整個過程的分析計算，并且自動生成分析結果，方便設計人員進行下一步的糾正與修改，提高了設計效率。

2.4鋼結構設計建模應用

我國當前建筑工程的規模不斷擴張，新型的結構設計模型與新型材料的應用都實現了突破，尤其是鋼結構，跨度不斷加大，空間也不斷擴張，應用也越來越多，很多異型結構都采用鋼結構建模，在鋼結構的設計中，構件之間的連接與加強構件的設計都非常復雜，因此在設計中存在一定的困難。BIM技術的應用能夠有效解決這些問題，因為BIM技術能夠對鋼結構梁體的高度進行精確計算，還能夠對所有的連接件進行自動計算，自動選擇參數并分析不同參數的影響。并且通過數據共享的功能，BIM能夠對在鋼結構建筑物中使用的高強螺栓的數量、焊縫的數量以及間距等等進行計算，掌控設計的間距等。所以如果有新的構件需要增加到模型當中的時候，設計人員只需要對相應的數據進行調整，并且利用BIM繪制出大樣圖，方便施工人員在現場進行施工，設計人員利用大樣圖也能夠合理確定加強件的設置位置，避免鋼結構中出現薄弱點，影響結構安全。

2.5在其它細節部位設計中的應用

除了在結構參數、鋼結構建模設計中應用BIM技術之外，在其他細節部位，比如建筑工程框架結構設計，建筑工程連接部位設計，也會用到BIM技術。作為建筑工程設計人員，應該加強BIM技術學習，熟練掌握應用流程，在建筑工程設計每個細節和部位都能巧妙應用BIM技術，促進建筑工程設計水平提升。

3結語

BIM技術的應用，不僅能有效指導建筑工程結構設計，同時還有利于提升結構設計水平，為工程施工提供指導與借鑒。因此，作為建筑工程設計人員，應該充分認識BIM技術的作用，加強自身學習，掌握BIM技術應用流程，將其巧妙用于建筑工程設計。從而提升建筑工程設計水平，有效指導工程施工建設，同時也為提高建筑工程質量和效益奠定基礎。

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