建筑結構設計中BIM技術應用要點分析

曾芙翎

摘要：以BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術為研究背景，對BIM技術在建筑結構設計中的要點進行研究。先詳細闡述了BIM的技術要點，在論述該技術要點的同時，詳細探討了BIM技術在建筑結構設計中的應用過程，為設計人員提供一定的參考，同時對BIM技術的發展有積極意義。

關鍵詞：建筑工程;結構設計;BIM技術;應用要點

引言

建筑結構設計效果好壞與工程項目的安全性和穩定性有著密切的聯系，作為設計人員在設計時需要考慮到結構的參數需求，合理利用BIM技術進行優化，提升建筑設計方案的科學性與穩定性。

1 BIM概述

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術屬于建筑信息模型。在建筑結構設計環節中主要是通過數據建立起三維模型，讓設計人員在模型中調節信息參數，同時三維建筑模型還具備3D功能與數據分析功能，能夠對設計流程進行信息化管理，BIM屬于一種信息資源分享的信息系統。

對BIM來說它是常規3D建模的升級以及推展，包含了諸多的技術方法與工具軟件，其中最為主要的有產品模型、過程模型與決策模型，這三個模型相互聯系，相互影響，共同組建成BIM系統，能夠切實提升建筑結構設計效果。其中產品模型到過程模型主要指的是建筑構件中的空間信息與非空間信息，同時空間信息又包含了諸多的建筑結構的外形、空間、尺寸、位置與構件的關系;非空間信息則包含了建筑結構的重量、材質與荷載性等。過程模型反映了建筑結構的動態模型以及構建之間存在的關系，對結構的時間段性能有直接影響。決策模型由于BIM技術的特點顯著，能夠提升建筑結構設計效果，在建筑領域中得到了廣泛的應用。

2 BIM技術的特點

2.1 可見性

在建筑領域中傳統的建筑設計手法主要采用的是二維技術，二維技術的缺點就是精度不全，使得部分零件的位置、空間狀態以及相關的數據不能夠清晰的反饋出來，達不到設計的需求，對后續工作的開展有很嚴重的影響。而BIM技術主要是采用三維模型進行設計，它具備很強的可見性，能夠切實的將相關的數據收集形成數據模型，并且能夠以直觀的形式展示給設計人員，工作人員能夠在設計的階段中準確的調整數據，對保證施工效率有著重要作用。

2.2 協調性

在建筑結構設計環節中，由于涉及到的專業比較多，例如會出現機電結構與空間結構的沖突與碰撞，并且孔道預留位置也會出現碰撞問題，通過BIM技術的應用能夠利用系統碰撞檢測功能，在系統中對相關的構建、位置進行協調，提升了設計效率。

2.3 仿真性

在建筑結構設計環節中，BIM技術具備較強的防真性，在設計時通過利用三維技術可以模擬施工過程，能夠保證施工效率。同時，可以在仿真模型中調節工程結構的參數，優化使用到的材料與項目信息，并且生成模擬數據，從而成為施工的參考，對項目工程開展有積極意義。

3 建筑結構設計環節BIM技術的應用解析

在建筑結構設計環節，BIM技術的應用范圍十分廣泛，能夠給設計人員提供諸多幫助，以下對BIM技術的應用情況進行詳細分析。

3.1在建筑地點選擇和分析中的應用

在建筑工程項目設計之前，建筑的選點分析非常關鍵。因此，在開展設計時需要按照項目的特點，構建出詳細的三維模型，而后將相關的地質結構參數與地質數據輸入到BIM系統中，通過BIM技術進行詳細分析，從而在客觀的環境下將可視化圖像呈現出來。同時在設計過程中還可以結合GIS（Geographic Information Systems，地理信息系統）技術進行地面模擬，能夠按照施工條件與當地氣候，分析工程項目的安全性與穩定性。

3.2 在中期設計階段中的應用

（1）BIM 技術在鋼結構的仿真模擬方面的應用。在鋼結構設計環節中，對于鋼結構之間的連接要求非常高，單單采取常規的設計方法難以滿足鋼結構設計的需求。將BIM技術應用到鋼結構設計環節中，能通過建設三維模型實施仿真設計，在模型系統中只需要調節相關的參數就能夠確定梁、柱之間的連接，同時還能模擬多種連接方式，大大的提升了連接的科學性。此外，設計人員在具體設計環節，通過輸入數據形象即可以構建出數據庫，而后在數據庫的基礎上進行鋼結構的模擬連接，提升了結構的設計效率。

（2）BIM技術在結構性能分析中的應用。對于鋼結構工程來說，在設計環節只需要確定建筑框架是不夠的，還需要對結構的其他性能分析才行。例如，做好建筑結構的保溫設計、抗破壞性設計。在建筑結構設計環節，對于BIM技術的應用需要從建筑結構的綜合需求、性能需求做好各方面的受力分析。例如，在建筑結構主體材料選擇上，需要對荷載系數進行分析，計算荷載抗壓值。同時在BIM技術應用時通過利用軟件功能對設計的結構方案性能進行分析，將其中存在的欠缺問題尋找出來，保證設計方案的可靠性滿足設計需求。

（3）BIM技術在關聯性結構分析中應用。一般來說，在建筑結構設計環節，結構之間的關聯性屬于非常重要的一項因素，因為結構體系之間均具備相互關聯的作用，只有保證關聯性的能力滿足結構要求，才能保證結構的穩定性。因此，關聯性結構分析環節中，需要應用到BIM技術進行模擬，也就是在三維模型中，對關聯性的參數進行分析。例如針對建筑洞口以及墻體結構之間的關聯性，了解兩者的依附參數，按照實際設計標準進行調節，在模型中直接對其進行糾正，而后將相關數據上傳服務器，便于后續出圖。

3.3BIM技術在建筑設計各專業協同中的應用

在建筑結構設計環節中，BIM技術的應用不是通過某一項專業完成的，其需要聯合多種專業才能實現結構設計。所以，在具體設計環節，必須要做好不同專業數據、信息的交流，讓BIM技術應用效果能夠更為直觀、全面。一般來說，在協同設計環節，BIM技術的應用主要是對中間數據進行運用，能夠按照不同地點、不同方法對模型搭建，并且在模型結構中能夠對涉及的各種參數進行共享。由于BIM系統自帶有數據庫，能夠對數據信息進行收集整理，可以采取統一數據處理的模型，對不同專業設計內容進行優化，可以提高設計的連貫性。

3.4BIM技術實現了高效科學的施工管理流程

在具體建筑結構設計環節，可視化技術是BIM系統中非常關鍵的一項功能，在構建三維模型以后，能夠在系統中將相關構件的信息完全展示出來。在設計環節設計人員可以掌握建筑結構的設計參數，對各個設計節點的最大承載能力進行分析，并且通過模型功能還能優化結構的方案，通過三維模型功能實踐場地布局，合理分配信息資源，大大的降低工程調節的成本。同時在設計環節中，通過系統捕捉功能，掌握設計參數，能夠及時修復異常數據。

4結語

綜合以上分析，隨著科學技術的不斷發展，BIM技術越來越完善，將其應用到建筑結構設計環節中能夠提升設計效率，對提升建筑項目發展有積極作用。因此，在往后設計階段，需要加強BIM技術的研究力度，保證能夠掌握更多技術要點，提高建筑結構設計效率。

參考文獻：

[1]吉磊.關于房屋建筑結構設計中優化技術應用的探討[J].居舍，2018（24）：77.

[2]李亞萍，陳國平.BIM技術在裝配式混凝土建筑結構設計中的應用及發展[J].混凝土，2018（06）：121-123.

[3]高明星.BIM技術在高層建筑結構設計中的應用分析[J].門窗，2017（10）：136.

[4]邵楓，周穎.房屋標準建筑結構設計中優化技術應用與探討[J].中國標準化，2016（11）：246-247.