浅谈建筑结构设计中BIM技术的应用

杨辉

摘要：采用BIM技术进行建筑结构设计，可以大幅提高建筑结构设计的可靠性与科学性，保证施工质量与施工效率，在建筑结构设计采用BIM技术具有深远的现实意义。针对建筑结构设计中BIM技术的应用实践进行分析与探讨。从建筑结构、施工现场及结构协同处理等方面分析BIM技术的应用问题，针对使用成本高，标准体系差等问题，从结构设计和项目样板方面提出解决方案。

关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用

中图分类号：TU55 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0166-01

1 BIM技术概述

BIM技术就是建筑信息模型技术，在相应建筑工程当中，对数字化3D功能进行应用，对关于建筑的不同信息进行进一步整合，从而建立起一个较为完整的数据模型。对于BIM技术而言，其最早是在美国使用的，主要针对建筑工程中维护、运营、施工和设计等多个环节进行处理。同时使用3D可视化功能，将建筑通过虚拟的方式展示在人们面前，提升了人们对建筑设计、施工、管理等方面的工作效率得到提。BIM技术在建筑工程中应用是一项重大变革，拖动了建筑工程建设向着智能化方向发展。

2 建筑工程结构设计BIM技术主要优势

2.1 参数化、协同设计

对模型而言，其参数化主要表现为两个方面：（1）构件定义实现参数化；（2）图元间保持的约束关系实现参数化。通过对这种关系的合理应用，能在保证可编辑性的同时提高建模工作效率。过去的二维图元组成要素，没有实际的物理意义，一处修改后不能达到处处更新的目的，而BIM给出的所有视图都将数据库模型作为基础，所以它能在一处修改以后达到处处更新的目的，从而大幅减少或直接避免人为失误。

2.2 三维可视化

将三维实体模型作为设计的基础，对不同构件间保持的空间关系进行形象表达，为工程建设参与各方的技术交流创造便利。对规模较大的复杂结构而言，单纯依靠平面图和立面图一般难以找出自身专业和在与其它专业进行协作配合时潜在的问题。但通过对这项技术的应用，能对设备与结构两大模型开展动态演示，检查确认所有构件之间的空间关系能否达到要求，同时完成碰撞检查，最终确定最佳方案。

2.3实体配筋

通过对BIM技术的实体配筋应用，能对部分复杂节点的钢筋布置实施模拟，通过模拟能提前找出并解决问题。此外，结合施工方面的要求，根据实体模型，还能为其它的工程量计算等工作提供参考，确保钢筋下料一次性准确完成。

3 BIM技术在建筑结构设计中的应用分析

3.1对建筑结构功能进行分析

设计师在设计建筑结构时，如果设计过程只是单纯的设计建筑每一环节，然后调换各个部分，将其综合在一起来处理，那么其所得出的整体结构设计是远远达不到要求的。而是从整体角度上参照相关规范要求，从而严格的进行结构设计，使建筑功能进一步完善。在以往的建筑结构设计时，需要投入大量的财力、物力和人力对建筑结构性能进行分析，而且因为人工分析会存在较大的误差，所以不能保证信息数据的准确性，不但不能对施工提供有效的指导，同时也对企业经济效益产生了一定程度的影响。应用BIM技术，只需将相关信息数据导入到BIM模型中，便可以更好的分析建筑结构功用，提高了这项工作的效率和质量。

3.2 钢结构建模

在现阶段，钢结构已成为大跨度建筑的主要结构形式，在建设中，通常会面临结构连接和加固处理的困难。钢结构设计的连接方式通常有梁柱连接、梁梁铰接和梁梁刚性连接等连接形式，在设计中需要构件各种参数，来反映各种构件之间的相互连接关系。应用BIM技术，将构件之间的关系通过参数化，三维可视化提取信息，进行合理化设计。例如，可通过参数共享来有效地控制螺栓的数量和合理的间距，设计师通过调整参数以形成更加合理的连接体系；在构件加固件和连接设计中，设计师只需勾画大概的形式，交给建模技术人员，然后通过参数设置反映在参数化的模型中，再作合理的调整，以此确定加固件的准确位置。由此可见，应用BIM技术对提高钢结构的质量和施工效率有着重要作用。

3.3 参数分析

在进行建筑设计时，很多项目工程都是结合传统的方式来进行整理、设计以及分析，这就导致数据分析需要耗费较长的时间，并且容易出错。在数据分析前期耗费的时间会直接导致工程设计和施工无法按照工期来进行，损耗不必要的人力资金和成本。通过BIM技术就能将和建筑设计相关的数据信息整合成数据库，利用自动化算量方法输入具体的数据，BIM就能够自动对数据进行整合，并且顺利完成扣减，将工程人员从复杂的数据运算中解决出来，进一步提升工作效率以及运算工作的精确性。在调整建设设计方案时，只要调整数据库中相关信息，就能让构建模型出现变化，这就能够提升工程设计效率，保证建筑设计数据不断更新，达到数字化要求。

3.4 结构构件设计

在整个建筑结构设计中，构件设计是一个非常重要的关节。BIM技术主要就是将建筑结构设计的各个环节及信息进行收集，再将收集起来的信息转变成数字化形式，变成数字化的建筑构件来进行建筑施工的战士。并且将工程的信息库转变成计算机的模式，在整体的计算机数据库中可了解与掌握建筑施工整个过程以及其他任何信息，还可通过软件查看空间结构的状态情况。

根据建筑结构的主要设计形式与要求，合理设计出各种结构的构件，如基础、梁、墙以及楼梯等，只有设计出合理合理的构件方案，才可以保证建筑结构设计的合理性与可靠性。

因素是这些构件才组合成一个整体的建筑结构，每个构件在整个建筑结构中占据着重要位置，可以是构件设计是否合理直接关系着整个建筑结构设计的合理性。现阶段通常采用现浇构件的结构形式，这种方法在具体应用中有很多优势，比如施工中操作简单，方便快捷，形式灵活，而且对操作人员的技术能力要求也不高。BIM技术的应用降低了设计人员的工作难度，还提高设计方案的准确性，从而为建筑施工的管理打下良好的基礎。

3.5 设计协调应用

BIM技术的应用，可以促使建筑结构设计工作更加协调，在建筑结构设计过程中，该项工作不单由设计人员负责，还需要其他有关人员参与到其中，这种情况下，促使建筑结构设计工作变得十分混乱。

4 结束语

综上所述，BIM技术越趋成熟，有很大的发展前景，现阶段随着我国经济的发展和科学技术水平的提高，建筑工程也处在一个快速发展的阶段，而BIM技术在建筑工程中的应用是十分重要的。BIM技术在建筑的应用主要是在可视化仿真方面和工程的质量安全管理方面体现突出。BIM技术应用于结构设计过程中，会出现因人为因素导致设计不合理等问题，因此，必须要求工作人员具备一定的专业技能和综合协调能力，才能更好的掌握BIM技术的工作原理和应用，从而提高工作效率。对于建筑结构设计专业主要是参与了多专业的协同设计，目前对结构本专业还没有颠覆性的价值。

参考文献

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