BIM技術在建筑結構設計中的應用解析

田興明

大慶市華宏鋼構彩板制造有限公司 黑龍江大慶 163000

BIM技術在現今建筑行業中應用越來越廣泛，在建筑行業各領域的應用也越來越深入。但在結構設計方面，BIM的應用并不很完善，存在多次建立模型、模型使用不充分、逆向翻模的現象，往往初步設計時繪制一遍模板圖，結構計算時建立一個計算模型，施工圖設計時深化初步設計，碰撞檢查時按照施工圖重新建立三維精確模型。整個結構設計過程重復建了4次模型，雖然個別階段模型能重復使用，但總體工作效率比較低。為實現BIM技術的結構正向設計一體化，特以廣廈結構BIM正向設計系統GSRevit軟件來說明。

1 BIM 技術概述

建筑信息模型簡稱BIM，該技術是以現代信息技術為基礎發展起來的的軟件性工具。其主要通過可視化、協調性、模擬性等優勢，收集、處理建筑結構中的信息。以計算機為搭載橋梁，將設計圖紙上的模型轉變成三維模型，并通過分析三維模型中的數據，進行參數設計。BIM技術的優勢在于建筑設計人員可以通過三維模型檢驗設計圖紙的可行性，尋找紕漏，對數據進行基礎調整，最大程度排除建筑的安全隱患，避免出現返工情況。BIM技術為建設工程提供技術性支持，推動工程有序開展。

2 BIM 技術在建筑結構設計中遇到的問題

BIM技術是一項應用領域相當廣泛的一門技術，涉及建筑CAD、計算機三維建模技術、大數據技術等多門學科，需要一套完整的人才體系才可以將BIM技術的作用發揮到極致，但部分地區缺乏對BIM技術的重視，相關領域專業技術人員匱乏，部分地區企業在使用BIM技術進行建筑結構設計時，沒有做好前期的勘探工作，沒有充分考慮在施工過程的各個階段所應面對的問題，草草地將BIM技術使用在建筑結構設計中，導致計算機模擬技術失準，會造成建筑施工存在安全隱患，嚴重威脅建筑結構施工人員的生命健康安全，同時也破壞了建筑建構施工整體的穩定性。

3 BIM 技術在建筑結構設計中的應用解析

3.1 建筑場地分析

建筑結構設計是整個建筑工程的基礎，它能決定建筑結構的穩定性與安全性，建筑結構設計在建筑中是尤為重要的。但是，建筑結構的穩定性并不完全取決于建筑結構設計，環境因素也是影響建筑物穩定與安全的主要因素。建筑場地的地質條件、土壤的類別以及環境因素往往與建筑結構的可靠性密切相關。BIM技術就能將建筑設計與地理環境相連接，有效對建筑結構設計的環境因素進行分析，通過建筑環境的模擬施工，給予相應的建筑設計模型。同時，BIM系統還能結合地理信息對建筑工程場地的地質特點以及場地特征進行全面分析，選擇最適合建筑施工的空間，并進行建筑設計分析，從而實現建筑設計與建筑空間的智能化聯系。

3.2 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。

3.3 建筑結構性能分析

建筑結構是建筑項目的核心部分，進行建筑結構設計不僅要選取具體的結構件進行組合，同時還要研究建筑項目建成后的應力表現，判斷其在豎直、水平及振動載荷條件下是否具有較高的水準。建筑結構性能是否科學、合理，直接關系建筑項目是否堅固、穩定，是否可以長期安全地使用。因此，為保障建筑項目的施工質量，在建筑結構的設計階段就要做好相關性能分析工作。在傳統的建筑結構設計模式下，有時消耗了大量的人、財、物力，但得出的成果卻沒有足夠的價值。為避免這種情況的發生，在建筑結構性能分析中要注意合理、科學地應用BIM技術，把建筑項目模型的全部數據導入到分析軟件中，通過自動化分析得出精準的數據信息，指出建筑設計存在的不足，并提出相應的修改建議，使設計人員可以根據建筑項目實際與改正意見修改設計方案，進一步提升建筑項目的結構性能。從這個角度來看，將BIM技術應用到建筑結構的性能分析中，可以根據建筑結構的使用需要，明確建筑結構應具有的性能，并提出優化意見，這對于提升建筑項目的整體使用價值是大有裨益的。

3.4 在綠色設計中的應用

綠色設計是目前建筑設計活動當中所提倡的理念，也符合目前消費者所追求的低碳消費，而綠色設計的難度也是比較高的，設計過程當中的影響因素也比較多。在設計活動當中，設計者可以充分利用BIM技術，對建筑物的節能性能進行全方面的研究和開采，尤其是在建筑物采光、通風以及日照等方面，在這個過程當中必須要結合人體對于環境舒適度的數據，要從人體最佳體驗感出發。比如在屋頂設計活動當中，可以充分利用保溫、蓄熱系數比較大、隔熱效果明顯的材料，在冬季提高室內的溫度，在夏季可以很好的隔離外界的熱度。通過提高建筑物這方面的信賴，讓人體減少對各種電氣設備的依賴，比如說風扇、空調以及暖氣設備等等，從而達到節約資源，綠色生活的目的。綠色設計是未來設計領域當中必然的發展趨勢，因此，設計者應該不斷深入這方面的研究，從保護自然環境的角度出發。

4 結語

綜上所述，當前建筑行業普遍引進BIM技術，旨在通過此技術提高建筑工程整體效率與質量，優化設計水平，降低建筑工程建設成本，減少返工情況。本文結合BIM技術在建筑結構設計中的應用進行研究，將建筑結構中的二維結構設計模式轉向三維結構設計模式，全面采用信息模型模擬建筑結構，可以更為高效地完成建筑項目。