BIM技術在建筑結構設計中的應用與研究

吉久茂

摘要：BIM在業界被稱為經典的建筑信息模型，其在建筑結構設計中的應用得到不少好評。無疑，BIM技術將會會設計人員開展建筑結構設計帶來新思路，但在實際推廣BIM技術的過程中仍然面臨不小的挑戰，可見探討該技術在建筑結構設計中的應用十分關鍵，在此，本文結合圍繞此問題展開詳細論述。

關鍵詞：BIM技術;建筑行業;參數化定義;協同設計

事實上，BIM技術在業界已經建立起一定口碑。雖然BIM技術已經比較成熟，但仍有不少地方需要持續完善，且在大規模推廣方面仍有較大空間。有鑒于此，并指出其現存的一些問題，在此基礎上就BIM技術在建筑結構設計中的應用作出進一步探討，以期為該技術更好地應用于建筑行業提供些許有價值的建議。

1 BIM技術的基本特征

1.1 具備高效整合建筑工程項目信息的能力

眾所周知，BIM技術的首要特征便是其具有一般設計軟件不具備的強大整合能力，極為擅長對建筑工程項目的信息進行科學整合、處理，如我們所熟知的建筑材料、構件數量等都可以通過該技術進行高效整合。當然，BIM技術的功能遠不止如此，它還能夠幫助人們處理大量的在整合設計過程中得到的各類信息，這是其非常顯著的特征之一。實際上，BIM技術就技術合成性上來說比傳統設計方法先進太多，且更為高效，能夠使建筑結構設計工序變得更加精簡化，特別是其3D技術的應用能夠將圖紙等信息直觀清晰地展現出來，從而使建筑結構設計趨于科學、直觀、高效[1]。

1.2 確保高效傳遞信息及工作流程的能力

目前，BIM技術多用于各類建筑設計的建模，該軟件有一大特征便是可以將各種建筑信息進行參數化定義，然后再經軟件處理以各類數據的形式進行信息的高效傳遞。不僅如此，如果設計人員因自身需求要將數據進行及時修改，只需對圖紙進行復核即可。BIM技術在傳遞信息及工作流程方面的確非常先進，其實現數據的聯動修改能力廣受好評，從而大大提升了設計人員的工作效率，這無疑也是BIM技術極為明顯的一大特征。

1.3 具有良好的協同工作能力

毫無疑問，建筑設計有其自身的設計流程，而這些設計往往又要根據施工的具體情況以及業主提出的想法來進行一系列的設計，以至會經常性地遇到一些設計瓶頸。而BIM技術具備良好的協同工作能力，能夠較好地解決協同設計過程中出現的種種難題。BIM軟件可以根據設計人員的需要制作3D模型，這樣就可以將設計的相關數據以3D圖像的形式展現給設計者，從而令整個協同設計更簡單明了。

2 BIM技術存在的主要問題

2.1 較難處理部分異形結構構件

顯而易見的是，設計人員在建筑結構設計過程中需要切實解決異形結構構件存在的現實問題，如女兒墻、變截面梁等處理起來就存在一定難度。這時，設計人員利用BIM軟件進行操作，意圖通過異形構件建模來解決上述問題并非易事，事實上效率難以保證。但往往這些異形結構構件又是極為重要的因素，一旦設計人員無法在碰撞檢查中對其加以嚴密監控，就會給建筑結構設計帶來很多隱性風險，這是目前BIM技術面臨的主要問題之一。

2.2 兼容問題難以完美解決

事實上，在建筑結構設計的實際操作層面，BIM技術也很難完美解決兼容問題，這也是該軟件存在的問題之一。多數情況下，BIM軟件具備的最大優勢就是利用實體詳圖來表示結構構件，但這種方法實際上與現行國家制定的法律和業界規章制度有所沖突（因目前建筑界仍多采用平法施工圖），很多單位仍然要求設計過程中必須要有平法施工圖，且認為BIM軟件制作出來的實體詳圖只可起輔助性作用。換言之，二者之間在目前這個階段還存在較為突出的兼容性問題。

3 BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

3.1 BIM技術可應用于結構設計數據的可視化

BIM技術是一種非常典型的基于信息的程序流程設計，該技術完全可以發揮軟件本身的巨大優勢，利用構建立體化三維模型的方式將結構設計圖展示給用戶，而傳統的建筑結構設計軟件，如CAD等就很難像用戶可視化展示相關信息。不僅如此，BIM軟件還可以廣泛應用于數據的全方位掌握，例如涉及建筑本身的關鍵信息、平面結構布局方面的數據等，這樣一來，用戶便可非常直觀地觀察并選擇更符合自己要求的設計方案，并可以直接指出建筑結構設計中存在的不足，以便設計人員后期進行修改、完善，直至拿出最優結構設計方案。

3.2 BIM技術可應用于鋼結構的設計

顯而易見，伴隨中國建筑行業的飛速發展，市場上對建筑裝飾材料的需求也日趨旺盛，特別是鋼結構在建筑設計中的應用更為廣泛。而BIM軟件就可以更為科學地設計各種鋼結構，例如，吊裝等問題就是設計人員在進行鋼結構設計必須重點關注的細節，而這些問題如不順利解決，則會影響整個建筑結構的穩定，甚至會給工程帶來安全風險。此外，BIM技術在節點連接方面可以發揮巨大作用，尤其對重要信息數據或參數能夠做到精準分析，從而達到最優設計效果[2]。

3.3 BIM技術可應用于預制構建的設計

眾所周知，建筑結構設計不可避免地會涉及房屋墻面、樓梯等關鍵位置，這些設計要點絕不能有所忽視，因而設計人員必須對所有構件中的預制構件進行嚴謹的設計，之所以要預制構件進行科學設計，就是為了減少因結構不佳跟建筑、設備之間的矛盾，而BIM技術正好能發揮其長處，設計人員正是通過該技術，使得相關參數更符合實際要求，尤其是預制構建中的連接點與節點需要高度精確，BIM軟件就非常擅于解決這些難點，從而在根本上提升整個建筑結構設計的品質，保障今后的實際建筑物不會出現安全隱患，只有建筑物能夠安全投入使用，設計才具有真正價值。

4 總結

本文指出，如今，BIM技術作為一種操作性較好的建筑信息模型，在建筑行業當中已經廣為人知，其在建筑結構設計中的應用也發揮了不小作用，得到不少專業人士的頗多好評。然而，現階段，BIM技術從長遠看非常利于中國建筑行業的穩定發展，盡管面臨些許困問題，但仍要重視該技術的重要性。那么，探討BIM技術在建筑結構設計中的應用非常具有現實意義，本文就此問題展開深入研究，以期獲得相應的研究成果。

參考文獻

[1]劉鵬. 建筑結構設計中BIM技術的應用實踐分析與研究[J]. 工程建設與設計， 2020， 8（11）：52-53.

[2]李泳波. 關于BIM建筑結構設計過程的研究與實現[J]. 智能建筑與智慧城市， 2019， 10（2）：53-54.