探析建筑結構設計中BIM技術的應用

項小平

摘 要：房屋建筑結構的優化設計是建筑施工中的重要環節，其中，BIM技術的應用非常廣泛，應引起高度重視，增強建筑物的安全性。本文對建筑結構設計中BIM技術的相關內容進行了全面分析，包括概念、特點、具體應用等，旨在提高建筑物質量。

關鍵詞：建筑結構;設計;BIM技術;應用

伴隨建筑工程數量及規模的極大提升，社會民眾對建筑的品質，尤其是建筑的結構設計日漸有了更高的限定。對此，相應設計師應時刻更新自身的設計思維，并積極在建筑結構設計期間有機運用創新技術、嶄新方法等，從而更高效的提升建筑整體的綜合性能。由于BIM技術的運用，對工程建筑具有非常顯著的價值效用，因此強化 BIM技術在建筑結構設計中的應用尤其必要。

1 BIM技術的簡要概述

BIM技術以其獨特的優勢，在建筑工程領域應用普遍，使各部門之間數據共享更加方便，以可視化結構模型，使各部門在第一時間發現建筑結構設計中存在的漏洞，加以修改。依托數字形式，對結構設計過程進行模擬，預先評估安全漏洞及隱患，有效減少了不良問題發生。該技術專業性強，借助數據提煉，對建筑結構設計模型加以構建，具備可視化特征。其通過實時設計，使工程建造、運營管理過程等更加方便。得益于可視化特性，這一技術使建筑企業經濟效益不斷提升。故而，發揮BIM技術優勢，不僅能夠提高建筑企業設計水平，還能夠對施工成本進行有效控制，最大程度實現工程效益，使之安全性和經濟性兼具[1]。

2 BIM技術的特點分析

1）可視化。傳統的建筑設計只能通過紙張或者計算機2D/3D軟件完成，其主要作用是為后期施工提供相應的規格尺寸及效果展示，但還需要借助人們的空間想象才能將整個建筑在自己的腦海中呈現。BIM技術的出現為建筑模型的直觀展現提供了平臺，設計人員的設計理念能夠直接在建筑模型中展示出來，有助于建筑企業內部的人員交流，并對相關的設計進行討論，做出最佳決策。

2）協同設計。利用BIM技術，可以在分析建筑物的結構設計時，友善地考慮到多方因素，比如建筑物的購買方、具體施工方、建筑物的設計者等，在BIM技術提供的這個寬廣的平臺上，交流溝通，傾聽不同領域的意見和要求，提高設計團隊的工作效率，使建筑物的結構設計得到最大的優化。同時，BIM技術的協同性可以減少一些在結構設計中的一些缺漏，避免一些沒有必要的失誤。

3）模擬性。BIM技術能夠利用建立模型來模仿現實中的建筑，并通過其表現形態得出一些具有重要參考意義的數據。例如在進行材料配比與承受應力之間的關系時，僅僅通過經驗與猜測難以找到最佳配比的真實比例，因此可以借助BIM技術將利用優化技術設計的方案數據輸入仿真系統中，模擬建筑的結構，在模擬環境中測試不同材料比例的受力情況，將得到的數據繪制成統計圖，明確找到最佳配比點。

3 BIM技術在建筑結構設計中的應用

1）在局部結構設計中的應用。在建筑結構設計過程中，其局部設計非常重要，因為在建筑結構的局部設計過程中包括了有很多的方面，其中有建筑結構信息、力學結構信息、建筑成本信息等。而隨著我們在建筑結構設計者應用BIM技術，其能夠更好的滿足現代建筑結構設計的各項要求。首先，在墻體結構的設計過程中，我們的設計者通過應用BIM技術，其在設計相關要素時能夠從新的定義墻體的設計因素，并且有效的保證了各種信息的準確性，通過這些新的設計方式的應用有效的保證了建筑結構的相關信息。其次，在建筑結構的設計過程中，對于墻體中如保溫墻、隔音墻、內外部墻、隔熱墻等，都需要我們的設計者運用不同的建筑結構方法進行設計。其中必須要對墻體設計的定位進行準確的認識，然后通過對整個建筑結構的框架進行不斷的完善，從而為開展高效的設計工作奠定基礎。還要必須要對各種設計資源進行有效的整合，這樣才能夠對結構設計進行全面的應用，最后還要設計者認識到關聯性的重要，從而提高墻體的設計要求。

2）在場地分析中的應用。將BIM技術應用在建筑結構設計過程中對加強場地分析工作具有十分重要的意義。場地分析工作是保證建筑結構設計合理性以及科學性的重要基礎。只有從根本上確保建筑施工場地相關指標分析結果的準確性以及可靠性，才能夠提高建筑結構前期設計工作的效率。在傳統的場地分析工作中很容易出現一些漏洞和問題，再加上在分析過程中受分析人員主觀因素的影響比較大，會導致相關數據分析結果的準確性受到一定影響。而利用BIM技術可以從根本上確保場地分析結果的精準性，同時還能保證場地分析結果的完整性。將BIM技術應用在建筑結構設計場地分析工作中，還可以與地理信息系統進行有效結合，落實場地數據處理工作，同時可以創建相應的技術模型。這樣能夠有效減少建筑結構設計所使用的時間，提高建筑結構設計的科學性以及合理性[2]。

3）在工程建模中的應用。在工程建模過程中難度比較大，復雜程度也比較高，尤其是對一些鋼結構建筑工程來說，除了要從根本上落實結構的連接工作，同時還要確保構建布置的科學性以及合理性。在實際鋼建筑結構連接過程中，要重視對梁柱連接工作進行落實，同時還要檢查梁與梁之間的連接質量。在結構連接設計過程中，必須保證連接件的完善性，確保螺栓量以及安置間距之間的合理性和科學性，要與相應位置進行結合，才能夠提升工程的施工效率。利用 BIM 技術設計人員可以對建筑工程結構進行三維效果展示，對梁柱以及各連接件的實際情況進行掌握，保證工程建模的準確性。

4）房屋建筑安全結構設計。建筑的設計優化問題和結構設計密不可分，任何建筑物在設計時都必須遵循安全的原則。結構布置合理、受力形式較好才能為居住者的安全提供保證。因此，建筑房屋的結構優化技術對居住者的人身安全尤為重要。在建筑的設計之中，必須首先考慮其安全問題，如抗震、防水等安全方面的問題。總結以往的設計經驗，可以通過將建筑物設計成較規則的結構布置來提高建筑物的安全性能，從而有效地提高建筑物的安全等級。另外，結構體系采用的多道防線設計，可以使得房屋在遭受不可抗力的自然災害時，大大減少其所受到的損失和傷害，在一定程度上確保建筑物的安全。與此同時，施工過程也是非常重要的一部分，例如安全合格材料的使用和必要的施工措施，都可以在一定程度上保證建筑后期的安全使用，提高建筑的安全性[3]。

5）房屋建筑鋼結構設計。如今，隨著建筑設計的不斷發展，人們深刻意識到建筑材料對于建筑整體的影響。隨著鋼結構的不斷開發，鋼結構已成為大多數房屋建筑設計的必要成分。設計人員在進行房屋建筑鋼結構設計的過程中，需要考慮各方面的問題，首要的就是對施工地點進行嚴格的考察，結合用戶的要求，考慮到鋼結構本身的優點和缺點，合理采用鋼結構。并不是所有的房屋建筑設計都可以將鋼結構的效果發揮到最佳，如果施工的地點不是很適用鋼結構，或者是用戶要求不采用鋼結構，這就需要進行其他結構形式的設計，所以需要設計人員進行進一步的討論。如果在房屋建筑設計過程中，決定采用鋼結構，設計者應該考慮到如何利用現有的先進技術，將房屋建筑鋼結構的效果完全發揮出來，對鋼結構進行進一步的優化和改善，保證人們的居住安全。

4 結束語

社會經濟的飛速發展，提高了人們的居住要求，其中，在建筑設計的過程中，BIM技術是一項重要內容。在實際應用的過程中，必須充分理解其概念，優化整個設計流程，在各個環節中進行有效使用，降低成本，保證建筑物具有好的安全性和舒適性。同時，進行相應的質量控制，為建筑行業做出積極有益的貢獻。

參考文獻

[1]閆風全，苗茜.基于BIM的建筑結構設計方法研究[J].中國標準化，2017（16）：99-100.

[2]溫源.BIM技術的建筑結構協同設計探討[J].工程技術研究，2017（08）：123-124.

[3]孟蓓薇，賀成龍，周益鋒，葉文偉，嚴亮.基于BIM的施工工藝樣板區的應用價值[J].價值工程，2017（22）：63-64.