BIM技術在建筑結構設計中的合理應用

文/趙海燕 遼寧城市建設職業技術學院 遼寧沈陽 110122

BIM技術在建筑結構設計中的合理應用

文/趙海燕 遼寧城市建設職業技術學院 遼寧沈陽 110122

BIM 技術的快速發展和普及，必將引起結構設計的一次重大變革。目前的結構設計流程將被改變，許多在結構設計過程中遇到的問題將會得到解決。由于BIM技術在應用過程中遇到了以上問題，但是這些問題會逐漸解決，推動BIM技術的廣泛應用。本文對建筑結構設計中BIM技術的合理應用進行了分析探討。

BIM 技術；建筑結構設計；合理應用

一、BIM基本概念

BIM指建筑信息模型（Building Information Modeling），這項技術是隨著我國建筑行業近些年的發展發展的一種數字化的技術，目前BIM技術已經運用到項目協作的各種方式，對于我國的工程建設無疑起到了改革的作用。

BIM技術通過在計算機上使用虛擬的建設三維模型，不僅僅將工程建設從二維模型之間帶入了三維模型，同時采用數字化的技術，在整個工程建設的過程中能夠提供相應的信息庫。那么在建設信息庫的過程中能夠詳細的描述建筑的集合信息和專業化的信息，并且能夠包含非構件對象（例如空間、運動行為）的狀態信息。

二、BIM在結構設計應用中的難點

缺乏標準體系。由于BIM技術目前還處于探索階段，國家和地區相應的各種規范和標準還沒有出臺，處于前期調研、或正在制定過程中。因為BIM技術需要信息的傳遞，所以BIM相關的規范和標準與軟件的協調性是一個十分關鍵的問題。

法律責任問題。主要體現在：BIM技術在使用過程中的合法性和有效性；參數進行傳遞，涉及到產權和責任問題；建立模型與傳統技術內容的一致性；BIM各方的修改權限。

應用和交付問題。不同設計階段，BIM技術設計的深度也不同，設計標準也不同。參與設計的各方與傳統技術相比，分工和內容也不同。

BIM技術的缺點。由于BIM技術處于前期推廣階段，還存在以下幾個方面的問題：軟件主要是國外軟件，本土話程度不高；軟件對應用人員的專業素質和硬件設備要求較高；軟件各個模塊之間連接不完善，數據共享、數據傳遞程度較低，BIM技術的數據信息的傳遞成都有待進一步提高。

使用成本過高。由于對使用人員素質和硬件設備要求較高，所以需要投入一定的資金對專業人員進行培訓，購置高配置設備，進行軟件更新。

BIM 技術存檔問題。由于目前沒有具體存檔標準，加之存檔對硬件的配置要求較高，需要進一步提高硬件的配置，增加使用成本。所以，BIM 技術的文檔存儲問題亟待解決。

三、采用BIM 技術進行建筑設計的優勢

在對建筑進行初步設計的過程中，BIM技術是信息的載體模型，在變現上不僅僅是一個空殼，而是一個內容非常豐富和完整的模型，不僅僅能夠體現建筑的外表，對于建筑的每一個房間和走廊都能夠有效的體現，因此BIM技術在建筑設計的過程中，大多數都是建筑最為真實的體現。

目前很多建筑在設計的過程中已然存在設計不夠深入的現象，這是因為在建筑信息模型的模擬的過程中，僅僅是從一個角度進行有效的觀察，可以通過對界面的尺寸進行有效的把握，從而對空間設計進行更深入的分析。

在深化設計等方面，BIM技術采用碰撞檢查，使得在檢查的過程中相對于現在的技術有非常大的有事，BIM技術能夠提供一個非常便利的協作系統，相關的專業人員都能夠在同一個平臺上進行有效的工作，真正的實現信息共享，專業的設計人員可以在同一個位置進行修改，采用中心文件進行同步，那么其他的設計人員都能夠快速的知道修改的信息，這樣能夠有效的知道修改的信息，減少信息傳遞的時間，從而增加了在設計過程中的工作效率。

目前的建筑設計多半是采用圖紙對建筑進行表示，通過建筑各個方面的圖紙進行有效的表達，采用BIM的介入，能夠將建筑做到一個完整的整體，按照建筑建造的樣子進行有效的虛擬。在建造的過程中沒一個圖紙斗志在建筑的信息模型中進行提取，需要哪一個構件都可以進行及時的提取設計人員做到的是講原有的圖紙和設計方案展示到BIM信息系統中，實現有效的信息共享。

四、BIM在結構設計中的應用

BIM技術的引入，在一定程度上會提高建筑質量，作為建筑設計人員而言，設計人員的非常重要的一個方面就是對建筑的質量做到有效的保證，傳統的設計流程對于我國建筑的產業鏈有一定的局限性，建筑設計師沒有時間和精力對建筑的質量進行有效的審核，因此也沒有足夠的精力對每一個細節進行有效的把握，導致了建筑在建設完成以后和設計理念存在較大的差異，當然，這個整個傳統的設計習慣有直接的關系，并不是施工方和投資方的責任。而傳統的BIM技術的介入能夠有效的提高建筑的表達精度，每個構件都會有相應的屬性與參數，比原來的二維圖紙要更加全面，更加完備，這樣在一定程度上能夠增加建筑的質量。

1、模型建立

BIM 技術可以有效的將結構的三維實體模型用真實的構件表示出來，對比傳統的設計技術，突破了CAD技術進行施工圖繪制時，只能表示平面信息的瓶頸，BIM技術可以利用直觀的建筑結構構件表示整體結構以及各構件之間的關系。在實際結構設計中，利用BIM技術，可以通過可視化技術，通過對建筑結構的動態變化，對結構構件進行設計，進而設計出一個合理的結構設計方案。通過BIM技術，也可以迅速發現在設計過程中出現的問題，及時修改設計方案，最終提高設計質量。

2、參數化設計

在BIM系統中，整個建筑結構的所有信息都在一個數據庫，并且這個數據庫是共享的，參與設計的各方都可以共享這些數據。方案設計和初步設計對施工圖設計影響較大，造成了結構工程師將大量的精力都投入到了建筑工程項目并不是最重要的階段。BIM的參數化設計就解決了整個問題。BIM技術采用了參數化的三維實體模型設計結構單元，將之前的點、線、面等元素替換為梁、柱等構件，大量使用的構件被定義為族，族中參數包括了幾何信息、材料信息、邏輯信息等非幾何信息。

3、設計過程優化

與傳統的設計過程相比，BIM技術在設計流程上進行了優化。BIM技術的結構設計流程為：BIM數據庫中導出建筑幾何信息→結構設計師設計結構方案→對結構方案進行優化，初步確定結構選型和布置→建立初步分析模型→導入結構有限元軟件進行分析，完成截面設計→各專業分析評估結構模型，輸入BIM數據庫并繪制施工圖。

結束語

綜上所述，本文首先對BIM技術的特點和概念進行了詳細的分析，在此基礎上分析了我國目前建筑設計方面存在的不足，BIM技術的引入在一定程度上能夠完善我國的設計流程，簡化設計過程中的步驟，提高工作效率高和質量，保障建筑設計中的安全。

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遼寧省職業技術教育學會科研規劃項目（LZY15485）