BIM技術在建筑結構設計中的運用

陳紹楠

摘要：按照建筑工程結構設計標準要求，分析符合BIM技術操作規范運行的設計依據，拓展BIM技術在建筑結構設計的合理規范運用。該文將針對BIM技術在建筑結構設計中的應用設計價值進行分析，分析BIM技術的信息化操作作用、一體化數據評估信息流程、技術實踐運用價值方式等，構建符合BIM技術評估分析運用的價值基礎，重視整體技術性能的分析，提高建筑結構的協同性，保障協同價值作用的實現與應用。

關鍵詞：BIM技術??建筑結構??設計??技術應用

中圖分類號：TM71??文獻標識碼：AApplication?of?BIM?Technology?in?Building?Structure?Design

CHEN?Shaonan

（Jining?Architectural?Design?and?Research?Institute?Group?Co.，?Ltd.，?Jining，?Shandong?Province，?272000?China）

Abstract：?In?accordance?with?the?requirements?of?architectural?engineering?structural?design?standards，?the?design?basis?for?the?operation?of?BIM?technology?operation?specifications?is?analyzed，?and?the?rational?and?standardized?application?of?BIM?technology?in?building?structure?design?is?expanded.?This?paper?will?analyze?the?application?design?value?of?BIM?technology?in?building?structure?design，?analyze?the?informatization?operation?function，?the?information?process?of?integrated?data?evaluation，?the?value?method?of?technical?practice?application?of?BIM?technology，?etc.，?and?build?a?value?foundation?that?conforms?to?the?evaluation，?analysis?and?use?of?BIM?technology，?pay?attention?to?the?analysis?of?the?overall?technical?performance，?improve?the?synergy?of?the?building?structure，?and?ensure?the?realization?and?application?of?synergistic?value.

Key?Words：?BIM?technology;?Building?structure;?Design;?Technology?application

建筑結構設計中，需要明確建筑評估的關鍵要素和參考標準要求，分析BIM技術的結構設計特點和價值要求，利用信息技術應用方式，提出符合建筑結構設計一體化的技術作用的標準要求。隨著我國產業結構化設計優勢，分析BIM技術作用的關鍵價值要點和技術運用要求。結合實際價值意義要素方式，分析BIM技術在建筑結構中的發展趨勢。BIM技術是實現自主輕量化的平臺展示過程，是幫助BIM模型評估和項目圖紙文檔設計方式，充分調動BIM項目模型信息價值應用，以滿足現代信息移動終端APP項目的應用，實現二維、三維模型的快速轉換，提高信息圖像數據應用的便捷性[1]。

1???BIM技術概述分析

BIM技術是將CAD、CAM等技術通過計算機統一集成化系統，實現數據與產品模型的一體化規范應用，是集成建筑工程各項數據，對施工項目各類信息的工程模型組成。在建筑項目施工中，根據各類信息進行數據建模，注意建筑每項數據的統一，建立數字一體化操作方式，構建完整的信息模型。在生命周期的不同階段，以完整的數據信息模型為標準，聯通項目不同階段的數據資源，加強對數據的完整性應用。建筑結構領域操作中，通過各項數據的評估，以共享價值認定方式，達到建筑項目周期內工程信息的創造，促進共享化應用。BIM系統的特點如下。

通過模型的各類對象數據信息，利用3D技術幾何信息方法，次用拓撲關系方式，對工程的信息進行規范闡述。其中包含對象數據的名稱、結構的類型、建筑施工的材料、性能設計的類型等。施工過程中，通過程序化評估、質量認定、進度管理、成本預判、機械、人工、材料等資源的信息評估，保障各項材料數據信息、工程安全性能的維護。不同的對象工程信息邏輯關系不同，涵蓋的信息全面度不同。

通過工程對象的3D數據信息幾何應用，實現數據信息的拓撲關系描述。系統操作中，按照工程的完整性對信息進行評估，自主進行計算統計判斷，保證圖形、文檔的有效性。在數據關聯過程中，需要注意整體全面性、穩定性。模型信息操作過程中，需要注意統一一致效果。在建筑結構設計的不同階段，對模型信息進行建設，與實際結構條件相關聯，注意信息模型下的周期演變。模型對象在不同階段需要進行拓展與修復，避免信息不一致導致的誤差內容[2]。

2?BIM技術的功能價值

2.1實現模型的輕量化展示

利用BIM技術可以實現建筑模型結構設計的輕量化展示，實現平臺結構標準的便捷應用。利用建筑結構設計模型的參考要求，對項目圖紙、文檔信息進行優化，充分調動項目BIM模型的信息化技術量值標準要求。

2.2BW多格式模型

通過BW多格式方式，支持APP端口、PC端口進行項目隨機運行，注意BIM技術模型及圖紙的操作，實現DWG、Revit、IFC、Bentley等二維、三維圖紙的轉換，提高瀏覽分析的便捷性。

2.3提高系統協同辦公的綜合效率

BIM技術可以實現多項目文件的應用。利用權限評估管控方式，可以進行加密操作。按照項目文件一致操作要求，提高安全價值，拓展項目協調工作效率建設水平，避免各項錯誤的發生，減少返工問題出現。

2.4?提高溝通記錄水平效率

BIM技術二維圖像利用文字無損顯示處理，無需單獨地配置文字信息文件，利用測量數據標準高配比水平方式，在視圖標注的過程中，準確地保存審圖工具內容，幫助建筑工程高效溝通，提高記錄效果的準確性。

2.5?提供BIM技術模型的整體價值

BIM技術三維模型技術在綜合信息瀏覽過程中，通過屬性標準信息的查詢，對尺寸、體量、結構、模型等進行數據統計、模型切割，注意調整模型范圍內的隔離和穩定操作過程，實現圖形視圖的支持，優化地形衛星圖樣的實現。三維實景模型地理環境加載配置評估分析中，提高BIM模型價值技術應用，

2.6?支持多文檔的查看分析

利用BIM技術可以實現多文檔的文件的查看，從文檔文件、視頻文件等，都可以快速地提升建筑工程項目工作效率。

3?BIM技術在建筑結構設計中的價值應用

3.1?BIM技術實現建筑結構設計圖紙優化的作用

建筑結構設計中，設計圖紙直接關系到建筑整體工程的綜合核心質量水平，是最基礎的內容。BIM技術可以是西安建筑圖紙各項設計的合理運營，按照圖紙設計規范要求，分析各點位置修改的方式和比例。按照BIM技術操作規范標準，可以對建筑結構設計范圍進行認定，修訂和調整，有效地分解設計人員的工作壓力。BIM技術可以實現建筑設計各項圖紙內容的快速迭代更新，讓建筑設計人員可以更加專注于建筑設計本身，對于圖紙的修訂和改進更加靈活、便捷、有效[3]。BIM技術建筑結構設計中，按照建筑設計的結構效果要求，獲取更加優質的配比方案，不斷提升建筑整體的規范可操作價值，達到建筑結構設計優化的目標要求。

3.2?BIM技術推動建筑設計結構實現信息化應用

BIM技術實現信息化技術的應用，打破傳統的建筑結構設計模型不足之處。利用BIM技術可以拓展設計模型結構優勢，優化信息配比流程。BIM技術模型中，通過建立工程信息庫，可以在設計數據中更加全面地獲取信息標準，對數據之間的內容進行要素分析，注意數據相關性的認定分析過程。BIM技術中，以最短的時間，最全的清單列表，可以獲取全方位的數據報表內容，盡可能地避免短時間內出現的問題，全面提升報表數據資料的準確性，解決因為人工記錄不全面數據計算不合理導致的措施，有效地解決大數據信息記錄的有效性，減少污染問題，提升建筑設計整體結構的可靠性效果應用。

3.3?BIM技術在建筑結構設計中的一體化應用

BIM技術在家住結構設計中，通過建立模型一體化，納入到可控的安全性能中。通過節能、優化、管控的方式，提升整體設計的一體化水平，重視平面圖紙數據信息的實現，結合建筑模型的整體設計效果，有針對性地進行模型設計，實現各項設計環節的一體化流程管理。

4?建筑結構設計中BIM技術實現的操作流程

4.1?BIM技術實現建筑結構場地的設計

建筑結構設計中，按照合理的評估價值分析思路，調整建筑工程的整體配比水平，注意場地范圍的評估與認定，例如建筑場地的平面值、水位、建筑地質環境條件等。按照既定的規范要求，對建筑結構設計差異產生的情況進行分析。重視BIM技術與地理信息系統操作的實現和相互結合，加強建筑工程整體全方位的評估和模擬認定工作。在建筑模擬操作中，需要明確建筑結構的模型擬定標準，對建筑場地條件、特性進行分析，選定適合建筑施工場地范圍內的分析關系。建筑施工現場需要做結構化認定，確保最佳的匹配狀態，以保證建筑結構設計綜合布局的合理性。

4.2?BIM技術運行拓展建筑結構的整體性能水平

建筑結構設計中，對建筑各板塊進行排列評估。注意結構特點的組合方式，以掌握有效地支撐配比要求，建筑結構性能分析中，需要分析建筑結構設計中性能不良的因素，充分運用BIM技術對整體設計性能進行認定，將軟件導入到BIM技術模型數據中，準確快速地提升整體牢固性、抗震性水平，以達到既定的標準要求[4]。建筑結構設計規范操作中，需要按照設計規范、時間、數據等要素分析，采用多計算程序進行計算公式的認定。打破傳統性能中存在的誤差，分析建筑結構設計中存在的不良影響標準。BIM技術是采用綜合設計思路，對軟件性能進行提升。利用軟件將BIM模型數據導入，準確快速地完成各項分析細則，分析并發現設計中的不足之處，及時改正認定，以提高建筑各項工程設計的質量評估認定過程。

4.3?建筑結構設計中BIM技術提升綜合協同效果

BIM技術模型中包含大量的數據資源，可以有效地共享交流。利用各項數據可以完成異地模型的設計信息分析，拓展數據信息的融合配比水平。利用中性數據庫的匹配要求，對于非同一數據可以進行專業融合，實現數據信息的共享和傳遞，有效結合建筑中土建、暖通、裝飾等方式內容，達到信息綜合統一規范的操作，實現系統配置數據的流暢應用。

建筑結構設計中，需要避免障礙發生。利用BIM技術充分考慮建筑各項匹配的數據內容，規避參數中可能遺漏的因素，判斷導致結構不完善的各項問題。從整體結果出發，分析設計中?建筑的重要內容，規避可能因為參數因素導致的風險。在建筑整體結構設計中，提升建筑設計的協調性。

5?BIM技術應用中存在的阻礙因素

BIM技術設計整體標準不夠統一，圖形設計參數存在差異，這導致BIM技術結構設計的標準數據不全面，不專業，協同性差。BIM技術人才短缺，BIM技術相比CAD技術相對更加復雜，傳統的CAD技術人員對于各項數據認識不清，操作不全面，這直接制約BIM結構設計的整體發展水平。BIM技術中各項數據不完善，BIM系統操作發展不夠成熟，數據軟件應用與實際數據軟件信息傳遞不足，導致大量建模存在異形構件匹配不到位的情況，后續還需要返工，需要開發大量的工作。

BIM結構設計中存在設計流程不規范，結構信息過于精煉的情況，異步結構件匹配度不足，開發設計后的成效不到位。BIM技術結構設計要求水平高，為了更好地提升BIM技術系統的可靠性，需要耗費較高的費用。對于小型建筑結構設計所無法承擔大型的設計要求，全套的BIM系統中，對于各結構設計單元存在一定限制。為了更好地實現BIM技術的全面應用，需要組建各家設計所配合，提升設計的完備效果。

6?BIM技術在實際應用中的落實和操作

6.1?BIM建模的建立與應用

建筑結構設計中，利用BIM技術可以實現整體結構模型的建立。例如：通過CAD技術，可以實現建筑結構設計繪制直觀的應用。將平面的信息數據綜合起來，構建三維模型，可以更加直觀地展示建筑結構的各類細節信息，設計者、施工者可以更加直觀地對各環節進行靈活運用。通過多點靈活布局，利用BIM技術，實現設計方式的可視化轉變，注意各環節要素下的關系，更有利于后期施工方案的落實和修訂。再如：在建筑模型設計中，需要做好前期的勘察。通過溫度、濕度、現場各施工階段的數據信息搜集，分析現場土壤、水文、地質、管線排布等信息，融入設計模型中，結合實際施工環境要素，預先對設計方案進行布局，保證后續施工與前期設計差異在可控的范圍內[5]。

6.2?參數化的設計分析

在BIM系統技術實際應用分析中，根據建筑模型的各類數據信息，從實際施工環境的要素出發，分析信息所涵蓋的各類內容。按照數據庫的各項信息進行共享特點認定，結合參與設計的各方內容，獲取各類數據參數信息。按照結構設計規范方案，進行初步規劃、與實際設計過程相互評估，判斷施工圖質量下的影響因素。分析施工配比下的各方要求，運用BIM技術可以將各參數進行三維一體化展示，按照結構單元進行調整，完成點、線、面的元素操作，注意數據相關性的調配和運用。在建筑結構設計中，將梁、柱、板等構件進行調整，注意各參數之間的融合，滿足各部門人員的結構設計需求。

在參數模型建立過程中，注意定義。按照參數要素要點，分析工程相關材質的信息內容。其中包含幾何實體數據信息、環境信息、邏輯信息等，通過信息參數的一體化認定，構建實景模型，可以更加直觀地展示在平臺下，第一時間發現設計中的不合理參數，分析存在的問題，提升BIM技術實際參數的設計優化。

6.3?整體設計結構的優化

BIM技術在現有實際結構設計應用的前提下，進一步的優化。充分利用BIM技術對建筑結構進行設計，注意各項流程步驟的落實。通過BIM技術數據庫結構進行設計，注意建筑結構中幾何信息的認定。根據結構設計要求，對結構方案進行設計，注意調整建筑設計中方案的優化提升。通過結構選型、設計布局，調整認定，建立初步模型后，對各參數信息進行導入，再經過分析與整合，提升建筑結構設定下的完整性。通過各專業化結構模型的評估分析，將各參數數據輸入到BIM系統中，繪制直觀的數據施工圖像信息內容。

7??BIM技術在建筑結構設計中的實現

在建筑結構設計中，通過BIM技術可以實現橋梁視圖展示，對左右面側圖，頂面視圖，前后面視圖等進行分析，參考背景圖、實景圖、CAD圖，結構圖進行特征標志的設計，提高設計中數據位置的合理性，如圖1所示。通過路徑匹配方式，可以準確地關聯各點位置。通過綜合云端平臺，可以獲取全設計圖信息內容。在技術開發、技術支持、技術服務過程中，BIM技術起到專業的作用。BIM技術為中國智能城市發展，綠色安全建筑提供全面的保障工作[6]。

BIM技術在建筑結構設計中具有重要的決定性作用，在結構設計交互上，通過輸配電線路的評估認定，可以對施工單元進行配組調整。BIM技術為建筑施工帶來革命性的突破。從工程科研、設計、施工，可以更加直觀地、全面地進行現場技術交底分析，核驗數據更加精準，具有可視化價值作用。通過模型核驗施工質量技術的認定，匹配合格驗收功能標準信息，將各項信息數據進行校準后，利用流程化數據輸送到用戶，實現驗收創新評估，數據通知認定，查驗反饋分析等工作。

在施工管控進程分析中，根據施工進度進行可視化進度計劃跟蹤分析，注意施工關聯下的BIM模型進度的評估和調整，將現場進度進行反饋，對建筑工程結構設計、施工中的數據進行核驗，反饋分析。利用BIM模型可以達到計劃盡量匹配的目標，方便數據核對，統計和提醒認定工作。

BIM技術可以實現遠程化的同步疊加模型管理，結合工程現場數據情況，做視頻監控分析。還可以通過BIM模型對疊加的數據進行遠程實時監控，根據設計與現場情況，了解工程進程。

以下圖為例，可以對工程進度進行分析，對不同模塊、單獨專業進行分析。對驗收進度進行跟蹤，記錄每次操作的時間和數據信息內容。如圖2所示，可以看到其施工進度、墻體各參數、施工情況、待驗標準等，這樣可以更加準確地確定各項數據的完成情況。同時可以實現二維、三維之間的切換調整。通過參數分析，可以準確地記錄各項內容。建筑結構設計人員可以在云平臺上，與業主、監理方、施工方等進行溝通，提高工作時效性，滿足施工進度和施工質量標準數據的準確性。

8?結語

綜上所述，BIM技術在建筑結構設計中，通過數字化的技術應用，可以將二維至三維實現設計模型的拓展，構建多層次、多角度的結構設計方式。在設計中根據相關存在的問題要素，保障建筑結構設計理性和可行性的提升，保證建筑結構設計整體的有效運用。

參考文獻

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[2]龐翠娟，吳玉娜，羅敏星，等.BIM技術在建筑結構設計中的應用：以珠海歌劇院為例[J].中國高新科技，2022（9）：54-56.

[3]袁旭晨.基于BIM的可視化技術在超高層建筑結構設計中的應用[J].信息記錄材料，2022，23（1）：104-106.

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[5]藍天宇.BIM技術在建筑工程結構設計階段的應用研究[D].南昌：華東交通大學，2019.

[6]舒暢.基于萬科第五城建筑結構中BIM技術應用研究[D].綿陽：西南科技大學，2018.