BIM技術在建筑結構設計中的應用

劉萬民

【摘要】進入新時代以來，受社會發展你的影響，我國現代化程度不斷提高，城市化建設進程不斷加快，信息化時代已經到來，人們對于建筑結構設計的合理性產生了更高的要求。BIM技術作為一種現代信息化技術，將其充分應用到建筑結構設計過程中，能夠有效地實現對建筑施工工程成本質量等方面的控制。本文針對BIM技術在建筑結構設計中的具體應用進行分析，希望能夠為我國建筑施工工程的進一步發展提供一定的理論基礎。

【關鍵詞】建筑結構設計;BIM;應用策略

BIM是一項創建或利用數字模型進行建筑項目的設計和管理的技術，對于建筑設計來說，BIM是一種先進的設計技術和流程，為設計項目提供了智能化、數字化的信息交換平臺，具有設計協同、參數化、模擬、分析管理等功能。在現階段的國內外建筑設計領域，BIM技術受到了廣泛的關注，不少學者認為，BIM技術是未來數字化、信息化建筑行業必不可少的一項技術，在許多建在現代化建筑中，涌現出諸多形式新穎、造型奇特的建筑設計，結構或巧妙或復雜，設計則往往十分困難。傳統的建筑設計結構方法已不適用于現階段的建筑結構設計要求，本文主要對BIM這一技術在建筑結構設計中的應用展開研究，以BIM的顯著特征及建筑結構設計中存在的普遍問題作為論述的出發點，總結和探討BIM技術在建筑結構設計中的應用。在建筑設計企業，BIM技術是建筑項目各方信息進行及時有效傳遞和交換的平臺。

1、BIM技術的特點及優勢

1.1視覺設計

BIM技術在視覺設計中最直觀的功能之一。與傳統的CAD圖相比，使用BIM技術的整個建筑設計過程是三維可視化。設計人員可以使用三維視覺模型更好地設計建筑結構的結構和布局，從而可以更直觀地看到建筑結構內部的形狀、結構和荷載特性，還可以同時模擬建筑過程，使建筑設計方案更加合理及準確。

1.2 BIM技術具備極強的協調性。

BIM技術將會全程參與到建筑結構的設計的各個環節中，并將相關數據進行整理匯總并最終形成信息模型，在此過程中，BIM技術會將各個部門聯系起來，使其成為一個高效運轉的整體，打破了傳統建筑結構設計中部門各自為戰的情況。BIM技術具備極強的協調性，能大大提高建筑結構設計人員的工作效率。

1.3提升結構設計完成率

現階段建筑結構設計中，會通過組合的BIM軟件來完善建筑結構設計內容，在保證結構設計精確性的同時，提高建筑結構設計的完成率。

1.4模擬性

BIM技術在建筑結構設計中，不僅可以模擬單一的建筑，還可以模擬特殊事物與條件。BIM技術能結合特殊要素，進行模擬實驗，包括節能模擬實驗、緊急疏散人群模擬實驗等。對外招投標時，采用4D模擬形式進行分析，渲染效果更為精準，通過直觀的宣傳方式向業主展示，更能提高業主滿意度，以提高項目中標機率。

2、基于BIM技術的建筑結構應用策略

2.1建筑結構模型的參數化應用

在建筑結構模型中，常見的結構構件有基礎、梁、柱、板、墻等，傳統的建筑結構設計，設計人員需要花費大量的時間及精力在這些結構構建的繪制與信息匯總中，使得設計工作量相對較大。而BIM技術具有強大的參數化功能，可以進行三維模型及模型相關信息的參數化表達，將二維設計中的點、線、面等元素轉化為三維設計中的梁、柱、板、墻等結構構件，并且應用“族”概念，將重復的結構構件統一結合起來，將同族結構單元的幾何信息、邏輯信息、材料屬性等參數信息包含在同一族內，并且將個體構件的所有特征，構件、構件之間的簡單或復雜關系集中起來，讓數字化的構件模型與現實中真正的構件結構一一對應。在BIM軟件中，只需選擇相應的構件族，設置其實例參數，然后根據軸網坐標將其放置到指定位置即可完成該建筑結構的BIM模型創建，后續再根據需要搭建主體BIM模型，提高設計工作的效率。

另外，BIM技術的參數化功能還可提高設計工作的修改效率。參數化的BIM模型，其信息均保存在軟件數據庫中，這一參數化的形式數據庫，具有強大的參數修改功能，設計人員提出結構設計時的文字、符號的任何修改時，BIM數據庫都會隨之改變，然后迅速地在BIM模型中表現出相應的變化，保證了BIM模型與相關參數數據的協調一致，通俗來說，就是可進行聯動修改提高設計修改的效率。

2.2 BIM技術在施工圖紙設計過程中的應用

現代BIM技術的應用是在平面設計和立體圖形設計的基礎上發展來的，這種技術能通過建筑圖紙的應用來有效地體現出建筑物的3D立體效果，從而幫助相關的工作人員判斷建筑結構設計的合理性和科學性。傳統的建筑結構設計中，需要結合具體的使用情況來不斷地修改以及優化，在完善過程中會消耗大量的人力資源，影響到施工工程的進度以及效率，BIM技術的應用能夠有效地彌補這項缺點，通過3D建模來提高建筑結構整體的可視性程度，讓建筑結構中一些復雜的結構更加直觀地展現在人們的面前，幫助人們更好地理解，從而為施工工作的順利開展提供良好的參考價值。

2.3建筑設計不同專業之間的協作應用

BIM技術在建筑結構設計中的應用并沒有一個主要方向：要完成建筑結構設計，需要許多不同專業領域的交流合作。因此，在設計過程中，改善不同專業之間的數據和信息交流與聚集以及協調處理活動是提高建筑結構設計效率和完整性的重要途徑。在實際的建筑結構設計中，使用BIM技術進行信息的交換主要體現在兩個方面。一方面，是中間數據問題，完成不同數據的交換需要在不同位置和不同設計軟件中創建建筑模型所需參數的信息。另一方面，不同行業之間各種信息和資源的交換和轉移，以及建筑、裝飾和其他建筑領域其他專業信息的集成，是通過數據庫使用統一的數據處理模型進行集成、分析和處理而完成的。我們需要確保信息集成的標準化和一致性，從而實現不同專業和不同位置的系統信息交換的最大化，為推動合理的建筑結構設計打下良好的基礎。

2.4 BIM技術在施工現場的應用

將BIM技術充分應用到建筑項目的施工現場中，能夠有效地提高施工現場的管理效率。具體來說，BIM技術的應用能夠形成更加科學、合理的建筑結構設計模型，體現出地理信息技術的特點，將施工區域中的地質環境和環境情況進行良好的展示，并提高相關人員對施工現場環境的了解，針對性地對具體的施工設計方案進行修改和調整，保證施工方案的有效性，使其能夠更好地滿足建筑結構的施工質量要求，促進建筑施工現場的管理效率的提高。

結語：

BIM技術在建筑結構設計中有得天獨厚的設計優勢，將建筑工程的各個階段有機地融合在一起，結合最新的計算機網絡技術，將建筑結構設計方案立體化、直觀化，因此大力發展BIM技術，將會直接改善我國建筑結構工程的設計質量，對我國的經濟發展產生深遠的影響。

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