建筑结构设计中BIM技术应用要点分析

曾芙翎

摘要：以BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术为研究背景，对BIM技术在建筑结构设计中的要点进行研究。先详细阐述了BIM的技术要点，在论述该技术要点的同时，详细探讨了BIM技术在建筑结构设计中的应用过程，为设计人员提供一定的参考，同时对BIM技术的发展有积极意义。

关键词：建筑工程;结构设计;BIM技术;应用要点

引言

建筑结构设计效果好坏与工程项目的安全性和稳定性有着密切的联系，作为设计人员在设计时需要考虑到结构的参数需求，合理利用BIM技术进行优化，提升建筑设计方案的科学性与稳定性。

1 BIM概述

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术属于建筑信息模型。在建筑结构设计环节中主要是通过数据建立起三维模型，让设计人员在模型中调节信息参数，同时三维建筑模型还具备3D功能与数据分析功能，能够对设计流程进行信息化管理，BIM属于一种信息资源分享的信息系统。

对BIM来说它是常规3D建模的升级以及推展，包含了诸多的技术方法与工具软件，其中最为主要的有产品模型、过程模型与决策模型，这三个模型相互联系，相互影响，共同组建成BIM系统，能够切实提升建筑结构设计效果。其中产品模型到过程模型主要指的是建筑构件中的空间信息与非空间信息，同时空间信息又包含了诸多的建筑结构的外形、空间、尺寸、位置与构件的关系;非空间信息则包含了建筑结构的重量、材质与荷载性等。过程模型反映了建筑结构的动态模型以及构建之间存在的关系，对结构的时间段性能有直接影响。决策模型由于BIM技术的特点显著，能够提升建筑结构设计效果，在建筑领域中得到了广泛的应用。

2 BIM技术的特点

2.1 可见性

在建筑领域中传统的建筑设计手法主要采用的是二维技术，二维技术的缺点就是精度不全，使得部分零件的位置、空间状态以及相关的数据不能够清晰的反馈出来，达不到设计的需求，对后续工作的开展有很严重的影响。而BIM技术主要是采用三维模型进行设计，它具备很强的可见性，能够切实的将相关的数据收集形成数据模型，并且能够以直观的形式展示给设计人员，工作人员能够在设计的阶段中准确的调整数据，对保证施工效率有著重要作用。

2.2 协调性

在建筑结构设计环节中，由于涉及到的专业比较多，例如会出现机电结构与空间结构的冲突与碰撞，并且孔道预留位置也会出现碰撞问题，通过BIM技术的应用能够利用系统碰撞检测功能，在系统中对相关的构建、位置进行协调，提升了设计效率。

2.3 仿真性

在建筑结构设计环节中，BIM技术具备较强的防真性，在设计时通过利用三维技术可以模拟施工过程，能够保证施工效率。同时，可以在仿真模型中调节工程结构的参数，优化使用到的材料与项目信息，并且生成模拟数据，从而成为施工的参考，对项目工程开展有积极意义。

3 建筑结构设计环节BIM技术的应用解析

在建筑结构设计环节，BIM技术的应用范围十分广泛，能够给设计人员提供诸多帮助，以下对BIM技术的应用情况进行详细分析。

3.1在建筑地点选择和分析中的应用

在建筑工程项目设计之前，建筑的选点分析非常关键。因此，在开展设计时需要按照项目的特点，构建出详细的三维模型，而后将相关的地质结构参数与地质数据输入到BIM系统中，通过BIM技术进行详细分析，从而在客观的环境下将可视化图像呈现出来。同时在设计过程中还可以结合GIS（Geographic Information Systems，地理信息系统）技术进行地面模拟，能够按照施工条件与当地气候，分析工程项目的安全性与稳定性。

3.2 在中期设计阶段中的应用

（1）BIM 技术在钢结构的仿真模拟方面的应用。在钢结构设计环节中，对于钢结构之间的连接要求非常高，单单采取常规的设计方法难以满足钢结构设计的需求。将BIM技术应用到钢结构设计环节中，能通过建设三维模型实施仿真设计，在模型系统中只需要调节相关的参数就能够确定梁、柱之间的连接，同时还能模拟多种连接方式，大大的提升了连接的科学性。此外，设计人员在具体设计环节，通过输入数据形象即可以构建出数据库，而后在数据库的基础上进行钢结构的模拟连接，提升了结构的设计效率。

（2）BIM技术在结构性能分析中的应用。对于钢结构工程来说，在设计环节只需要确定建筑框架是不够的，还需要对结构的其他性能分析才行。例如，做好建筑结构的保温设计、抗破坏性设计。在建筑结构设计环节，对于BIM技术的应用需要从建筑结构的综合需求、性能需求做好各方面的受力分析。例如，在建筑结构主体材料选择上，需要对荷载系数进行分析，计算荷载抗压值。同时在BIM技术应用时通过利用软件功能对设计的结构方案性能进行分析，将其中存在的欠缺问题寻找出来，保证设计方案的可靠性满足设计需求。

（3）BIM技术在关联性结构分析中应用。一般来说，在建筑结构设计环节，结构之间的关联性属于非常重要的一项因素，因为结构体系之间均具备相互关联的作用，只有保证关联性的能力满足结构要求，才能保证结构的稳定性。因此，关联性结构分析环节中，需要应用到BIM技术进行模拟，也就是在三维模型中，对关联性的参数进行分析。例如针对建筑洞口以及墙体结构之间的关联性，了解两者的依附参数，按照实际设计标准进行调节，在模型中直接对其进行纠正，而后将相关数据上传服务器，便于后续出图。

3.3BIM技术在建筑设计各专业协同中的应用

在建筑结构设计环节中，BIM技术的应用不是通过某一项专业完成的，其需要联合多种专业才能实现结构设计。所以，在具体设计环节，必须要做好不同专业数据、信息的交流，让BIM技术应用效果能够更为直观、全面。一般来说，在协同设计环节，BIM技术的应用主要是对中间数据进行运用，能够按照不同地点、不同方法对模型搭建，并且在模型结构中能够对涉及的各种参数进行共享。由于BIM系统自带有数据库，能够对数据信息进行收集整理，可以采取统一数据处理的模型，对不同专业设计内容进行优化，可以提高设计的连贯性。

3.4BIM技术实现了高效科学的施工管理流程

在具体建筑结构设计环节，可视化技术是BIM系统中非常关键的一项功能，在构建三维模型以后，能够在系统中将相关构件的信息完全展示出来。在设计环节设计人员可以掌握建筑结构的设计参数，对各个设计节点的最大承载能力进行分析，并且通过模型功能还能优化结构的方案，通过三维模型功能实践场地布局，合理分配信息资源，大大的降低工程调节的成本。同时在设计环节中，通过系统捕捉功能，掌握设计参数，能够及时修复异常数据。

4结语

综合以上分析，随着科学技术的不断发展，BIM技术越来越完善，将其应用到建筑结构设计环节中能够提升设计效率，对提升建筑项目发展有积极作用。因此，在往后设计阶段，需要加强BIM技术的研究力度，保证能够掌握更多技术要点，提高建筑结构设计效率。

参考文献：

[1]吉磊.关于房屋建筑结构设计中优化技术应用的探讨[J].居舍，2018（24）：77.

[2]李亚萍，陈国平.BIM技术在装配式混凝土建筑结构设计中的应用及发展[J].混凝土，2018（06）：121-123.

[3]高明星.BIM技术在高层建筑结构设计中的应用分析[J].门窗，2017（10）：136.

[4]邵枫，周颖.房屋标准建筑结构设计中优化技术应用与探讨[J].中国标准化，2016（11）：246-247.