淺析建筑結構設計中BIM技術的應用

陳波

上海交通大學設計研究總院安徽設計研究院 安徽 合肥 230000

1 BIM技術概述

BIM技術主要基于工程項目中的各種數據和信息來構建3D建筑模型。BIM是一種信息管理技術，可基于建筑工程信息來構建數據模型。它用于模擬可施工性分析，例如規劃和設計，優化施工組織，施工進度監控。

BIM技術實際上就是通過收集各種施工信息，并基于此信息創建三維模型。在建設項目的建設中，BIM技術可以在整個過程中使用，并且為了充分發揮BIM技術的作用，必須將其應用于所有環節。只有這樣，收集的信息才能足夠全面，進而才能幫助建筑公司有效地設計整個項目。 該技術可在建筑產品的整個生產過程中使用，不僅縮短了建筑結構的設計和生產周期，而且降低了工程建設成本并使施工更合理。 BIM技術可以將建筑結構的二維設計轉換為三維設計。通過數字模型，它可以監視整個建筑結構設計過程，減少建筑結構設計生產和運營成本，并促進建筑業的可持續發展[1]。

2 BIM技術在建筑設計中應用必要性

隨著我國當前社會經濟的不斷發展和進步，對建設項目的設計和建造的要求越來越高。建設項目的設計將對后續建設項目的施工安全和建設投資產生重大影響。為了更好地管理整個施工項目的質量，有必要在設計過程中利用BIM技術支持來構建三維動態施工仿真系統。對比和分析設計圖紙和模擬數據中的建筑數據，并結合誤差以完成設計合理性、可行性和科學判斷[2]。

3 BIM技術下的建筑工程結構設計的過程

考慮到建設項目的現狀，建設項目的設計是最重要也是最關鍵的環節。在傳統的建筑工程設計中，設計通常是圖紙的二維模型顯示，并且是CAD軟件中相對簡單的設計模型。但是，隨著BIM技術的發展，在建筑工程結構設計中更加突出。

（1）實時共享BIM技術的數據和信息可以極大地促進建設項目的各個部門之間的信息交換，可以減少在建設項目的結構設計的早期階段由于信息和數據問題而導致的錯誤。

（2）利用BIM技術優化建筑結構的設計工作。從事建筑工程結構設計的人員可以使用三維數據模型來檢查結構設計并逐步優化設計[3]。

（3）使用BIM技術來提高設計質量。通過將BIM技術的使用融入建筑物的設計中，相應員工可以更好地解決工種交叉問題，錯誤和遺漏的項目，并提高建筑項目的設計質量。

4 BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

（1）BIM技術在建筑結構和現場分析中的應用。BIM技術可以全面評估建設項目施工現場的地質條件和周圍環境，以3D模型的形式顯示，并將其與其他技術結合。模擬總體效果，確定建筑設計中是否存在潛在的安全風險，并確保施工現場安全性和可靠性。此外，BIM技術可以科學地分析建筑結構的性能，對結構進行整體模擬，并分析各種級別的模擬條件以獲得特定的建筑結構條件。這樣，員工可以更快地發現問題，及時處理問題，在建筑結構設計過程中對其進行優化，并更好地確保建筑項目的質量[4]。

（2）在鋼結構建模中的應用。在建筑結構設計中，鋼結構的設計非常復雜，需要大量專業知識。如今，許多大跨度建筑物受到其結構形式的限制，并且普遍采用鋼框架。鋼結構設計過程中的一個重要步驟是建模。這種建模存在一定的困難，主要體現在空間中各種鋼部件的連接節點上，如梁柱，梁節點，主體與支撐的連接。建模應基于每個梁和柱組件的基本屬性和參數，并且在連接每個組件后，應設置參數并自動更新與組件相關的信息，以確保可以提高質量和性能，提高鋼結構的整體設計效率。

（3）在建筑結構性能中的應用。建筑結構設計的設計原則主要是收集與建筑物各部分有關的科學知識，以構建虛擬建筑物并實現整個結構的相互支持。在建筑結構設計工作的設計中，僅確定建筑物框架是不夠的，還需要分析建筑結構的其他屬性，例如建筑結構的抗折強度和隔熱性。因此，將BIM技術應用到建筑結構設計中，需要對建筑結構的性能進行全面的分析，并且必須根據建筑材料確定外墻材料和鋼材等建筑材料。根據實際應用進行選擇，有必要明確載荷系數。另外，有必要使用BIM技術來分析與建筑結構設計計劃多種性能，發現不足之處，并加以改進和補充，以確保建筑結構設計的可靠性。

（4）在建筑結構協同中的應用。BIM技術具有許多含義，其中最常見的是機械性能，成本等。BIM技術需要多個不同專業合作才能完成建筑結構的設計。因此，在設計過程中，加強各專業之間的數據和信息交換，匯總與處理的協同是提高建筑結構設計效率和完整性的重要途徑。 BIM技術在實際建筑結構設計中的信息交換和共享主要體現在兩個方面。一方面，我們使用中間數據問題在不同位置和不同設計程序中，完成構建模型所需的各種數據和參數信息的交換。另一方面，通過數據庫完成不同職業之間各種信息和資源的交換和傳遞，整合土木工程，裝修等與建筑相關的專業信息，并使用集成的數據處理模型，可以確保集成標準化以及建筑結構的總體設計具有足夠的協調性[5]。

5 結束語

將BIM技術應用在建設項目的結構設計過程中，可以大大提高設計的合理性，對項目的整體質量產生積極影響。有必要認識到BIM技術在實際工作中的重要作用，并將其應用到建筑結構設計的各個方面，BIM技術的各種功能可以有效地應用，以進一步提高建筑結構設計的質量，確保建設項目有序發展。