基于BIM的建筑结构设计综述

伍兰

摘 要 本文首先分析了BIM技术的含义及其特征，然后结合某实际案例详细分析了BIM技术在建筑结构设计不同环节的具体应用，最后阐述了BIM在建筑结构设计应用过程中需注重的问题，以期本文的写作能够促进BIM技术在建筑结构设计中的进一步应用。

关键词 BIM技术;建筑结构设计;参数化设计;可视化

引言

最近十几年以来我国的建筑行业得到了快速发展，这在很大程度上促进了我国国民经济的提升。建筑行业之所以得以如此快速发展，其中非常重要的一部分原因就是科学技术的发展，目前大量的新科技都运用到建筑建设中来[1]。其中BIM技术就是典型的例子，就目前的情况而言，BIM已经广泛运用到建筑行业中，通过该技术可以根据实际情况构建建筑的信息化模型[2]。这必然能够促进建筑行业的发展。在建筑结构设计中运用BIM技术可以显著提升建筑结构设计的质量和效率[3]。基于此，针对BIM技术在建设机构设计中的应用情况进行分析研究对于促进该技术的进一步推广应用具有重要的实际意义。

1BIM技术的含义及特征

1.1 BIM技术的含义

BIM是英文Building Information Model的简称，最早有一位美国的建筑学博士提出。基于该技术进行建筑结构设计时，平台能够得到建筑从设计到建造，一直到最后的维护全过程中的数据信息。利用BIM技术进行建筑结构设计时，在任何时候建筑设计师都可以对建筑模型进行添加、修改或者删除操作，这样可以显著提升建筑结构设计的效率，大幅度缩短建筑结构设计的周期。此外，BIM平台不仅可以得到建筑结构的三维模型，同时可以直接根据建立的三维模型导出二维的施工图，可以为建筑的施工提供有益参考。

1.2 BIM技术的特性

（1）参数化设计灵活。BIM平台其在运行过程中主要依靠数据信息进行建筑模型的建立，从设计角度出发，其实BIM平台就是一个不断向模型中增添设计数据的过程。因此可以将BIM平台视为一个参数化设计过程，即在数据信息的驱动下进行建筑结构设计，并且不同数据信息之间还存在紧密的关联性。设计人员针对其中的数据信息进行修改时，与之关联的数据信息也会立即随之变化，最终的三维图形和二维施工图形都会得到对应的调整。

（2）可视化程度较高。在利用BIM技术进行建筑结构设计时同样需要在建筑方案的基础上实施，等到得到初步设计结果后，建筑结构师就需要对建筑结构图及其平面图的整体设计效果、截面设计尺寸等进行做出初步判断。再结合BIM平台强大的可视化功能能够从建筑结构模型中获取重要的结构设计信息，然后将这些重要的数据信息运用到后续建筑结构设计中。同时，提取出来的重要结构数据信息还能够根据具体情况来修改，且修改后的结果可以马上以可视化的形式显示出来。完成建筑结构设计后，还需要进行大量的精确计算，然后才可以导出结构施工图。同时建筑结构模型以及对应的施工图还需要专业的建筑设计师对其实施优化，通过优化进一步提升建筑结构设计的可施工性。

2基于BIM的建筑结构设计分析

本文结合具体案例来分析基于BIM的建筑结构设计。某建筑工程项目属于商业建筑，总共有六层，其中地下和地上分别有一层和五层，建筑面积总共有34678m2。为了在最大程度上提升该商业建筑项目结构设计的科学性以及施工质量，确保其能够满足预期设计目标，使用了BIM技术对该商业建筑的结构进行设计。概括而言，本建筑工程项目结构设计中BIM技术的应用主要有下述几点：

2.1 BIM在建筑结构设计协调中的运用

建筑结构设计中运用BIM技术时同样需要大量的实际数据信息，将这些数据信息输入到平台中来构建建筑结构模型。为了确保建筑项目设计和施工质量，建设设计人员需要充分考虑具体情况，针对建筑信息模型中的有关参数信息实施简单的调整与处理。与此同时还需要将模型中的有关数据信息输送给相关人员，目的在于帮助相关人员更好的理解这些信息。可以通过中间数据对数据信息实施处理，进而实现建筑结构设计的完美协调，帮助不同建筑设计人员之间的沟通合作。

2.2 基于BIM的建筑结构和施工现场分析

在使用BIM时还可以充分结合GIS技术来完成建筑结构设计，这样可以更好的呈现建筑工程项目施工现场的具体情况。根据得到的有关工程项目数据信息来构建建筑信息模型。同时也可以基于建筑信息模型并考虑实际情况来分析建筑工程施工现场。最后根据分析结果来调整和优化建筑结构设计方案，通过这样的方法来不断提升建筑结构设计的合理性，使之更方便施工。

2.3 基于BIM的建筑结构参数设计

在利用BIM进行建设机构设计时，有些重要的参数信息需要设计师进行设计，而BIM平台内部建有内容丰富的信息数据库。在整个设计过程中建筑设计师都可以随时调用该数据库来获得想要的数据信息，这样可以显著提升建筑结构设计的速度，同时还可以保证建筑结构参数的准确性，从而得到准确的施工图。

2.4 基于BIM的钢结构建模分析

本文的实例中涉及很多钢结构。并且在本建筑结构设计中钢结构模型设计是其中的难点，而利用BIM进行钢结構设计则可以在很大程度上降低其设计难度。因为在进行钢结构设计时涉及很多的连接形式，基于BIM的钢结构设计可以直接在相关的数据库中调出有关参数进行设计，从而快速确定不同的连接形式及其参数。基于构建的三维实体模型能够快速科学的确定钢结构的位置以及尺寸等重要信息。

2.5 建筑结构干涉检测中BIM的应用

本文所述的建筑工程项目其规模很大，所以整个建筑结构也相对较复杂，建筑中涉及很多管线，而管线设计在整个建筑设计中是难点，预设结构的连接部位经常遇到有很多钢筋交错的问题。如果基于BIM来构建建筑的三维信息模型，就可以直接在三维模型内部模拟布置钢筋以及管线等信息，甚至对于一些不叫细微的部位也可以进行放大处理。通过这样的方式可以避免不同结构之间出现交叉干涉的现象，在很大程度上提升了建筑结构设计的质量。

3BIM在建筑结构设计应用中需注重的问题

3.1 明确BIM技术在建筑结构设计应用中的难点

在建筑结构设计中应用BIM技术时，设计人员应该清楚利用该技术进行建筑结构设计过程中的难点问题。首先，设计人员应该了解所建立的建筑三维模型结构与真实的建筑结构之间有一定的偏差;其次，设计人员还需要关注所建立的三维建筑结构模型能够正确转化成为施工方案以及施工图纸。设计人员需要针对所有的设计参数进行有效分析，确保整个建筑结构设计安全性，总之需要细致全面综合分析，尽可能提高建筑结构的质量和安全性。另外，需要建立施工图纸数据模型与结构分析模型之间的联系，确保两者之间能够进行有效转化。

3.2 项目样板的完整性建设

进行建筑结构设计时，建立项目样板是其中非常基础的一部分，可以利用BIM来完成项目样板的建立，这样可以在很短的时间内就完成项目样板的建立工作，不但降低了设计人员的工作量同时还缩短了设计周期，防止了大量重复无用的工作。但是利用BIM建立项目样板时必须确保项目样板的完整性，只有这样才可以为后续结构设计以及建筑施工提供正确指导。

3.3 注重钢筋混凝土结构表示方法

钢筋混凝土结构是建筑施工中关键的环节，其结构设计也是整个建筑结构设计的重要部分。进行图纸绘制的时候，需要利用标准的符号来对钢筋混凝土结构实施标注，确保施工图纸能够满足相关设计规范，保证施工过程的顺利进行。

4结束语

随着我国建筑行业水平的不断提升，人们对于建筑结构及其质量提出了更高的要求。因此建筑领域必须采取行之有效的措施来提升建筑结构的设计水平和质量才能够不断迎合大众的要求，同时促进整个建筑行业的发展。BIM技术的使用能够解决上述问题，与传统建筑结构设计方法相比较具有显著的优势。在建筑结构设计中应用BIM技术可以提升建筑结构设计的合理性和安全性。

参考文献

[1] 张盼盼.浅析基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计[J].中国新技术新产品，2019，383（1）：125-126.

[2] 段勇.建筑結构设计中BIM技术的应用分析[J].城市住宅，2019，26（01）：129-130.

[3] 李畅.基于BIM技术的建筑工程协同设计模式研究[J].建筑与文化，2019，179（02）：170-171.