BIM技術在建筑結構設計中的應用

鄭晨

【摘要】在BIM技術的施工圖紙和模型中，一旦某一數據信息發生變更，其設計系統會自動的矯正和修改相關數據參數，實現對建筑工程下一步施工目標的調整，進而全面展示信息修改對實際建筑工程造成的可能影響。BIM技術在建筑工程設計中的應用可以優化傳統設計流程，提高建筑結構設計的科學性和準確性，為后期建筑工程施工活動的順利展開奠定堅實的基礎。

【關鍵詞】BIM技術;建筑結構設計;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.122

1、建模以及分析功能

隨著經濟的發展，人們對建筑的設計要求越來越高，建筑工程的設計除了美觀、安全這些必要的條件之外，建筑還要做到舒適、先進性，做好細節設計這方面的工作，給人們的心理生理都能帶來滿意的結果。工程師在對建筑結構進行設計的時候由于數據量太大，且工作內容很繁瑣，所以工程師需要現代化科技的幫助，一方面減少設計師的工作量，也給設計及工作者帶去了不少的休息時間，降低了工程師一定的做功量。對方案的分析處理就可以基于三維可視化方面進行各類分析以及處理，對不適合，不可行的方面進行修改、解決。分析的內容形式包括空間分析、結構分析、效果圖分析，環境影響分析等。利用 BIM 技術獲得空間數據和相關的空間信息，挖掘發現更多隱藏的空間目標潛在的信息數據，這些數據里包含了空間位置、方位、距離等方面共同組成了空間分析需要的數據構成，將這些信息組合起來可以完成許多建筑結構設計任務的空間計算、空間分析。在結構分析這方面計算、分析各個成分中的比重問題，分析建筑結構的內部構成，達到最合理的結構構成。結構分析是典型的面向數據流的分析，需要十分精確的數據計算，隨著現代科技的發展，對于結構分析有越來越精確、便捷的處理分析方法。建模做出的效果圖也需要設計師進行實際考察，認真計算與實際的建筑環境相匹配，與設計需求相吻合。建筑結構的設計與周圍的環境分不開，周圍的環境對建筑設計有絕對的影響，設計師除了理性的數據分析，結構設計外還需要考慮建筑物的外在環境，建筑物需要與環境相適應，根據環境的特點對建筑結構進行適當的修改。

2、BIM技術在建筑結構設計中的應用難點

BIM技術在建筑工程結構設計中的應用主要是通過系統將所需要的模型發送到分析軟件中去，然后利用特定的算法將建筑結構的設計信息進行計算，同時根據設計人員輸入的相關指令生成動態的圖紙和結構模型。在這一過程中，為了能夠有效提升結構設計的準確性和合理性，需要相關設計人員對模型空間整體的真實性和BIM系統的物理建模能力進行綜合的考慮。建筑結構的安全性是整個設計過程中首要考慮因素，由于建筑工程設計包含的內容范圍較廣，加上施工材料自身力學特征、荷載組合等內容都會對整體結構的安全性造成影響，因此在BIM設計應用過程中設計人員需要面對各種復雜的數據參數。除此之外，由于BIM模型的本質是物理模型、建筑結構分析模型以及施工圖文的完全數據模型，在實際設計過程中只有采用完全符合標準或者相對較為簡單結構構件才能實現上述多種數據模型之間的雙向對接，一旦建筑結構的構建在整體設上沒有達到相關規范要求，勢必會導致其計算過程中出現數據丟失的情況。基于此，在BIM技術的實踐應用過程中需要設計人員密切關注這一問題，不斷優化物理模型和結構分析模型之間的雙向對接問題，促進整體建筑結構設計質量的提升。

3、BIM技術在建筑結構設計中的應用探析

建筑工程結構設計作為一項系統的作業內容，在實際工作過程中會產生大量的數據信息，這些數據資料的科學劃分整合是建筑工程設計人員最為關心的問題之一。BIM技術的應用可以將這一問題進行科學的解決，針對建筑工程結構設計中產生的大量數據信息進行有效的存儲。

3.1 BIM技術在實現結構設計可視化中的應用

在傳統的建筑結構設計過程中都是通過CAD軟件進行相關結構圖紙的繪制工作，這種工作模式下的建筑結構設計過程很難直觀的將建筑結構信息呈現出來，在一定程度上阻礙著用戶獲取信息的效率。而基于BIM技術應用下的建筑結構設計在初期階段就是通過建立三維實體結構模型進行設計，借助直觀的建筑結構呈現，可以幫助不同用戶從不同角度獲取建筑結構的相關信息，對建筑構件的基本信息和功能布局有一個全面的了解。在大型建筑結構的設計過程中，設計人員會通過動態演示的方式，幫助用戶直觀的對建筑結構各部位信息進行觀測，便于設計人員選擇出最佳設計方案，并及時的發現結構設計中存在的問題，從而不斷優化和提升結構設計的科學性和合理性。

3.2 BIM技術在建筑結構參數設計中的應用

基于BIM技術應用下的建筑模型自身就是一個包含所有設計元素及信息的數據庫，依托先進的信息技術支撐，建筑結構的模型設計中各項數據參數都是緊密相連的，且具有自動關聯和修正的功能。在設計應用過程中，設計人員可以通過該數據庫中的信息資源實現對建筑工程結構模型的構建工作，同時在設計過程中對不同的參數進行相應的調整，從而確保 BIM 系統在建筑工程結構設計過程中可以及時的更新數據庫信息。BIM 技術在建筑工程結構設計中的最突出優勢在于其可以實現高質量、高安全性和可靠性的設計信息錄入和輸出功能，科學化匹配對應的數據信息，這對于提高建筑結構設計的質量有著重要的促進作用。

3.3 BIM 技術在建筑構件設計中的應用

針對現澆混凝土的工程結構，在實際設計過程中需要設計人員對建筑工程中的管線走向以及建筑物的基本功能要求進行全面的考慮，科學預防各建筑結構之間的沖突問題;而在預制裝配式建筑設計過程中，設計人員還需要綜合考慮各預制部件之間的節點和連接關系。基于此，在設計環節工作人員可以利用 BIM 技術對其平面圖紙進行有效的轉換，能夠及時發現具體結構在整體設計中可能存在的問題，從而科學優化設計工作，最終使建筑工程結構達到相關建筑標準設計要求。

3.4 BIM 技術在鋼結構設計中的應用

隨著我國建筑工程項目的不斷增加和發展，各種現代化新型的建筑材料和結構模型也迎來了全新的突破，尤其是鋼結構，在大跨度及大空間建筑場景中應用也逐步的增多，許多復雜的結構都采用了鋼結構加以實現。基于此，BIM 技術也有助于相關設計人員對鋼結構設計進行建模處理，輔助解決實際施工過程中可能出現的連接問題和應用問題。例如，針對鋼結構設計中的加強件問題，需要設計人員先對工程結構進行整體設計，然后在此基礎上對加強件在工程項目中的具體應用進行建模分析，借助 BIM 技術的應用對整個過程進行還原和控制，從而更加直觀的凸顯出鋼結構加強件的作用和效果。

結語：

綜上所述，BIM技術對建筑結構設計有很大的益處，能夠幫助優化建筑工程的設計，給建筑施工提供更高的施工效率，還在一定程度上能夠保證建筑的質量和安全上的問題，在社會各界和相關領域的幫助下會有更大的價值會被發掘出來。

參考文獻：

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