探析建筑結構設計中BIM技術的應用

劉海云 閆衛金

（廣州軍區空軍勘察設計院，廣東 廣州 510052）

在建筑領域，新型技術不斷涌現，CAD技術作為當前建筑領域中較為先進的技術已經發回了巨大的作用，而繼該技術后，建筑信息模型技術，即BIM技術成為建筑領域中又一創新性的技術，為建筑領域的騰飛提供了新的平臺。國際中很多發達國家已經開始關注并推廣該技術，美國已經有超過一半的建筑企業在使用BIM技術。并且隨著該項技術的發展，包括建筑行業中的設計、深刻以及預算、管理都將被全面整合。

1 BIM技術概述

建筑工程在現代不斷的發展，其規模不斷的擴大，人們對于建筑物的要求不僅僅在于功能方面，建筑物結構越來越復雜，體型也越來越多樣化，因而工程項目中涉及的信息量也越來越大。這些信息作為建筑企業重要的資源，如果能夠加以利用，不但能夠縮短工期，節省開支，還能夠保證施工質量、避免安全事故的發生。所以，信息技術開始在建筑工程中展現巨大的優勢，得到了建筑行業的一致肯定。如何才能夠科學迅速的處理建筑工程中的各類信息，控制成本并安排工期，同時在設計過程中及時的發現失誤以及不當，避免對整個工程的影響就顯得尤為重要?；诖?，針對整個建設施工過程的全面信息管理便成為了當代建筑企業不可或缺的內容。作為整個工程信息源頭，建筑設計具有核心地位，也是BIM技術關注的重點內容。作為建筑設計行業的革命性技術，BIM技術使得設計從二維向三位方向轉變，同時作為整個建筑行業的信息革命，BIM正展現出無與倫比的生機活力。

2 BIM的概念

（1）BIM技術是近年來才出現的一個新興的技術，其定義為：創建并利用數字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程。該技術的應用不但加強了建筑行業的繼承性，同時也提高了企業的效益。對于工程的設計、施工乃至成本控制盒管理工作都有著巨大的影響，進一步推動了建筑行業的發展。

（2）該技術通過仿真模擬技術，將建筑物所有的信息進行模擬，以幾何形狀的方式進行視覺模擬。通過數字化技術建立起一個完整的虛擬建筑，該虛擬模型，提供了一個單一完整的邏輯信息庫。

（3）通過計算機三維模型，BIM技術形成了一個數據庫，不但包含了設計信息，同時還能夠容納整個建筑施工的整體信息，，并將各種信息放入三位模型中，形成完整的數據庫。并持續的提供信息的更新，即對設計范圍以及成本信息和建設進度等信息的更新，以此對各類信息進行分析整理以及協調。

（4）在BIM技術中，信息需要人員可以通過數字環境對其中的信息進行訪問，獲得最新的可靠信息，是的工程參與人員都能夠清晰的認識項目的最新狀況，提高建筑設計、施工以及管理的工作效率，同時完成各方面工作的協調，加快工程進度，提高決策質量，使得建筑企業獲得更大的效益。

（5）BIM技術主要被應用與設計、管理以及施工建設，通過數字化的方式BIM同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化方法，該方法支持建筑工程的集成管理環境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率和減少風險。

（6）通過集成整個項目周期的管理環境，BIM技術包含了相關數據模型以及幾何圖形細心，除此之外還對項目相關管理行為進行了模擬，并賦予相關數據以意義，所以可以通過BIM的模擬性對真實建筑狀況內進行模擬體現，例如建筑結構的安全狀況、應力狀況以及傳熱狀況。

（7）BIM技術可以對建筑項目的信息進行實時應用，并且這種應用時連續的，通過這種技術，對高質量、高可靠性的信息進行利用，即通過高集成度的協調運作，提高工程整體效率，并且是促進工程質量提高以及設計水平提升的又一助力，而且可以進一步減少建筑成本。不但能夠提高施工速度，同時還能在保證質量的前提下節約成本，通過工種之間密切的配合，減少錯誤以及風險的出現幾率，從而為整個工程建設施工提供良好的施工環境。

3 設計理念

3.1 參數化設計

參數化設計從實質上講是一個構件組合設計，建筑信息模型是由無數個虛擬構件拼裝而成，其構件設計并不需采用過多的傳統建模語言，如拉伸、旋轉等，而是對已經建好的構件（稱為族）設置相應的參數，并使參數可以調節，進而驅動構件形體發生改變，滿足設計要求。參數化設計更為重要的是將建筑構件的各種真實屬性通過參數的形式進行模擬，并進行相關數據統計和計算。在建筑信息模型中，建筑構件并不只是一個虛擬的視覺構件，而是可以模擬除幾何形狀以外的一些非幾何屬性。對參數定義屬性的意義在于可進行各種統計和分析，如材料表統計，在建筑信息模型中是完全自動化的，而參數化更為強大的功能是可進行結構、經濟、節能、疏散等方面的計算和統計，甚至可以進行建造過程的模擬，最終實現虛擬建造。

3.2 構件關聯性設計

構件關聯性設計是參數化設計的衍生。當建筑模型中所有構件都是由參數加以控制時，若將這些參數相互關聯起來，就實現了關聯性設計。換言之，當工程師修改某個構件，建筑模型將進行自動更新，而且這種更新是相互關聯的。如遇到修改幕墻分格，在建筑信息模型中，只要修改分格的數值，所有的墻、柱、窗、門都會自動發生改變，因為這些構件的參數都與分格相關聯，而且這種改變是三維的，并且是準確和同步的，無須再去分別修改平立剖。關聯性設計不僅提高了工程師的工作效率，而且解決了長期以來圖紙之間的錯、漏、缺問題。

結語

當前我國的建筑行業中BIM技術的應用還處于發展階段，還未形成一定的規模，隨著該技術的發展，日后必然會成為設計施工以及后期建筑運營中使用最為廣泛的工具。當前我國的BIM技術已經具有了初步的系統化環境，項目流程的經濟問題、技術問題以及法律問題均具有相應的應對方案，所以當前最重要的發展方向應當是BIM模型的提供以及數據的審核、集成，從而更好的保證數據的一致性、合理性以及準確性。

[1]吳吉明.建筑信息模型系統（BIM）的本土化策略研究[D].北京:清華大學,2011.36.

[2]龍輝元.結構施工圖平法與BIM[J].土木建筑工程信息技術,2011,（03）:27-30.

[3]過俊.BIM在國內建筑全生命周期的典型應用[J].建筑技藝,2011,（1）:95-99