BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究

赵英浩 黄洒葎

1. 广西中信恒泰工程顾问有限公司 广西 南宁 530000

2. 广西交通设计集团有限公司 广西 南宁 530000

在经济水平不断提高的过程中，建筑工程的规模和数量在不断扩大，对于改善人民群众生活条件起到重要作用。在建筑工程施工过程中，需要经历很多环节，其中结构设计属于较为重要的工作，合理的结构设计能够进一步提升工程使用寿命，也能够在很大程度上提高用户满意程度。因此，不断提高结构设计水平至关重要。随着科学技术水平的不断提高，BIM技术的优势逐渐凸显，如果能够将此项技术应用于建筑工程结构设计过程中，则会取得较为理想的效果，对于行业发展起到重要促进作用。

1 关于BIM技术

BIM技术，全称是Building Information Modeling，是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具。它不仅仅是一个简单的数字信息集成，而是一种将数字信息应用于设计、建造、管理的数字化方法[1]。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。BIM技术通过参数模型整合各种项目的相关信息，这个参数模型可以在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递。这种共享和传递使得工程技术人员能够对各种建筑信息作出正确理解和高效应对。这不仅为设计团队提供了协同工作的基础，而且也包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供了一个协同工作的平台。BIM技术的应用，能够提高生产效率、节约成本和缩短工期。它通过提供及时、准确的信息来支持决策，优化设计，对潜在问题进行预测和分析，从而显著提高生产效率。同时，BIM技术在协调项目各部分之间的工作，以及合理规划和有效控制项目预算方面也表现出色。BIM不仅仅是一个工具，更是一个完整的信息模型。它以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。这个模型是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达，是一个完善的信息模型。它可以连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，提供可自动计算、查询、组合拆分的实时工程数据[2]。

2 BIM技术在建筑工程结构设计工作开展过程中的应用优势

2.1 能够构建三维实体模型

从BIM技术本身的特点可以得知，这种技术应用能够让设计人员准确了解建筑物各部分之间的关系，从而更好地进行设计和规划[3]。同时，BIM技术的应用也能够加强施工单位和建设单位之间的沟通，使双方能够更好地协同工作，提高工作效率。这种技术的应用有助于提高工作效率，减少沟通成本，为工程项目推进带来积极影响。从另一个角度来看，三维模型结构与二维模型结构相比也具有一定优越性。三维模型结构能够更加直观地展示建筑物的形态和结构，让设计人员更加清晰地了解到建筑工程的重点部位。通过三维结构模型的演示，设计人员可以更加准确地掌握建筑工程的细节，有利于提升核查工作的实际水平。同时，三维模型结构的应用还能够更好地发现和解决传统二维结构模型在运用过程中所存在的问题，为建筑工程的质量和安全性提供了更加可靠的保障。综上所述，BIM技术的应用对于建筑工程的设计、施工和管理都具有重要意义。通过三维模型结构的应用，能够更加直观地展示建筑物的形态和结构，让设计人员更好地掌握建筑工程的细节，有利于提高核查工作实际水平。同时，BIM技术的应用也能够加强施工单位和建设单位之间的沟通，提高工作效率，为工程项目推进带来积极影响。

2.2 能够进行配筋模拟工作

在建筑工程施工中，钢筋的使用量是巨大的，因此如何合理布置钢筋是一个至关重要的问题。传统的结构设计方法由于无法模拟配筋过程，一旦钢筋位置摆放有误，就会导致返工现象的发生。众所周知，拆除建筑内部的钢筋会对整体结构造成严重的破坏，也会带来巨大的成本支出，对于企业的发展和工程建设水平的提升都会产生阻碍[4]。在这种情况下，如果能够根据实际情况运用BIM及其相关技术，那么就能够通过模拟方式来计算钢筋需求量和摆放位置。这样，如果发现设计过程不合理，就可以及时在系统中进行更改，从而降低了由于施工失误而导致的成本支出，对于后续工作的开展也极为有利。具体来说，BIM技术可以通过建立三维模型，对建筑结构进行全方位、精细化地模拟。在模型中，我们可以清晰地看到每一个钢筋的位置和形状，以及它们之间的相互关系。通过模拟，我们可以提前发现设计中可能存在的问题，并及时进行修正。这样不仅可以避免返工现象的发生，还可以提高设计的质量和效率。此外，BIM技术还可以与其他的工程技术进行结合，例如建筑工程管理、施工工艺等。这样就可以实现更全面、更高效的建筑工程管理[5]。例如，在建筑工程监理中，可以利用BIM技术对建筑材料进行管理，对施工进度进行监控等；在施工工艺方面，可以利用BIM技术对施工流程进行模拟和优化等。综上所述，BIM及其相关技术的应用对于建筑工程施工中的钢筋布置和管理具有重要的意义。它不仅可以提高设计的准确性和效率，还可以降低成本支出，提高工程建设水平。因此，我们应该积极推广和应用BIM技术，以更好地服务于建筑工程施工和管理。

2.3 能够不断提升各个部门之间的协同性

建筑工程结构设计是一项颇为复杂的工作，需要各个部门之间紧密的协作和配合。在传统的结构设计模式下，由于各部门之间的联系不够紧密，导致重要的数据和信息无法实现共享，优秀的设计方案也无法得到有效的整合[6]。现在，随着BIM技术的应用，能够在相关平台上实现信息共享，让设计人员能够了解到其他设计人员的设计方案，这对于减轻设计人员的工作压力和提高设计效率具有积极的影响。此外，通过BIM技术的应用，还可以实现重要参数的模拟和计算，从整体上分析建筑工程结构的实际特点。因此，BIM技术平台在很大程度上弥补了传统二维施工图纸的缺陷，对于提高设计工作的整体水平产生了重要的作用。BIM技术的应用，使得设计人员不再局限于传统的二维设计模式，能够更加直观、全面地了解设计方案，从而更好地进行优化和调整。同时，BIM技术平台还提供了更加精准的数据支持，使得设计方案更加科学、合理，避免了传统设计模式下的误差和不足。

综上所述，BIM技术在建筑工程结构设计中的应用，对于提高设计的效率和准确性具有积极的作用，同时也为建筑工程的整体质量和安全性提供了有力保障。

3 提升BIM技术在建筑工程结构设计过程中应用水平策略

3.1 明确BIM模型所包含的内容

为了能够进一步提升BIM技术的应用水平，设计人员在开展工作的过程中，需要深入了解BIM模型以及相关的技术平台所包含的具体内容[7]。这些技术平台不仅提供了强大的建模功能，还能够通过对于建筑结构的数据分析和模拟，为设计人员提供多种施工方案，从而优化设计方案，提高施工效率。

在建筑结构构件设计过程中，也可以运用BIM及其相关技术。设计人员通过对于有效信息的分析和整理，能够了解到各种构件的实际使用情况，从而更好地进行设计。同时，通过更加直观的方式对于建筑物的结构进行研究，能够更好地把握建筑物的特点和结构要求。

在结构节点设计工作开展过程中，可以通过BIM技术应用对于构件具体作用进行判断。通过判断重新定义部分信息，最终实现构件与节点之间的匹配。这种方法能够不断提高计算过程的科学性，减少设计误差，提高设计质量。

此外，BIM模型的应用还可以为设计人员提供多种施工方案[8]。如果在建筑工程施工过程中遇到一些突发问题，也可以运用BIM模型了解建筑物的具体情况，以便相关人员及时进行处理。因此，BIM技术的应用对于建筑行业的发展具有重要意义。

3.2 在建筑结构以及场地分析中应用BIM技术

建筑工程结构设计工作是一项需要设计人员具备严谨认真态度的任务，他们必须以科学和系统的方式进行设计。因此，在建筑工程结构设计的整个过程中，需要特别关注建筑物的核心部分，以确保设计的合理性和安全性。从我国实际情况来看，我国是一个幅员辽阔的国家，拥有着多样化的地质和水文条件，以及各种自然气候条件。在建筑工程建设过程中，设计人员必须充分考虑到这些因素。然而，传统的分析模式往往很难实现对于这些复杂因素的全面分析，这对于工程质量的提升造成了极大的障碍。随着科技的进步，人们已经逐渐意识到BIM技术的先进性和重要性。BIM技术可以与信息技术进行深度融合，通过相关的平台分析影响建筑工程结构设计的各种客观因素。这不仅可以对于结构体系进行合理的预测和判断，还可以通过对于各种因素的分析选择最佳的施工场地。采用BIM技术和信息化技术相结合的方式，能够大幅度提高建筑工程的整体质量，同时也有助于相关企业树立良好的社会形象，对于行业的进一步发展起到推动作用。这种技术的应用将有助于推动建筑行业的现代化进程，提高建筑工程的可持续性和经济性。通过使用BIM技术和相关的信息技术，设计人员可以更加全面地考虑各种因素，做出更加合理、科学的设计决策。这将有助于提高建筑工程的结构安全性、降低成本、提高施工效率，同时也符合可持续发展的理念。综上所述，建筑工程结构设计工作需要设计人员具备严谨认真的态度，以科学和系统的方式进行设计[9]。通过结合BIM技术和信息化技术，可以更加全面地考虑各种客观因素，做出更加合理、科学的设计决策，从而提高建筑工程的整体质量和安全性。

3.3 将BIM技术应用于建筑结构性能分析过程中

在建筑工程领域，结构设计工作是决定建筑物整体质量的关键环节。对于结构性能的深入分析，能够充分了解建筑物的稳定性、抗震性、抗风性等重要特点，也为设计人员提供了根据实际情况不断优化和改进设计方案的机会。以往的经验告诉我们，建筑结构设计工作不仅需要选择合适的结构构件进行组合，还需要在建筑整体成型后进行一系列严谨地考察。只有当建筑质量完全符合相关标准时，才可以正式投入使用。现在，如果能够合理利用BIM技术，那么结构设计工作的效率和质量将会得到显著提升。根据BIM技术的独特功能，我们可以了解到这项技术能够显著提高结构分析的准确性，及时发现结构设计过程中可能存在的各类缺陷。这样一来，不仅提高了设计工作的质量，同时也对整体工程的施工质量产生了积极地影响。在建筑结构性能分析方面，BIM技术的应用可以发挥出巨大的优势。首先，BIM技术可以模拟建筑结构的实际运行状态，从而为设计人员提供更为准确地分析数据。其次，通过BIM技术，设计人员可以针对不同的设计方案进行模拟实验，以便找出最优的结构设计方案。最后，BIM技术还可以对建筑结构进行优化设计，从而提高建筑物的使用性能和安全性能。综上所述，BIM技术在建筑工程结构设计工作中的应用，将会成为提高工程质量、节省工程成本的重要工具。随着科技不断进步，我们有理由相信，未来会有更多的创新型技术被应用到建筑工程领域，为人类创造更为优质的建筑环境。

3.4 将BIM技术应用于钢结构模型建造过程中

在人们生活水平不断提高的背景下，对于建筑工程的规模和质量提出了更多要求。现如今在建筑工程施工过程中，需要根据工程的具体特点建设钢结构模型，钢结构模型的实际质量将会在很大程度上影响建筑工程的使用效果。特别是随着新工艺的引进，钢结构的优势也逐渐凸显。在这种情况下，通过钢结构的运用能够在很大程度上保障建筑工程的完整性。但是需要特别注意的是，钢材之间的相互连接并不是一个简单的过程，在连接的过程中需要使用到很多种先进的方法，传统的人工方式很容易由于施工人员的能力水平不足而产生问题。通过BIM技术的应用，能够实现对于钢材连接过程的模拟，也能够实现数据和信息的共享。在此类技术的加持之下，设计人员可以对于连接位置进行精准判断，最终提升设计过程的科学性与合理性，避免重大设计失误现象发生。

4 结语

建筑工程结构设计工作在整个施工过程中都占有重要地位，通过提升结构设计工作实际水平的方式，能够让建筑拥有更多的使用功能。在这个过程中，有关方面要高度重视先进技术的应用问题，要结合实际应用BIM技术，通过BIM技术的有效应用，不断提升各部门之间的合作效率，通过重要信息数据共享的方式，让设计人员对于工程建设整体情况全面了解。相信在各方面共同努力下，一定能够实现对于BIM技术的不断改进和完善，通过扩大该类技术应用空间方式让我国建筑行业在新时期取得长足进步。