淺析BIM技術在建筑結構設計中的應用

彭寶瑩 楊志杰 李 娜

（1青島萬達東方影都投資有限公司，山東 青島 266000；2、3.青島騰遠設計事務所有限公司，山東 青島 266000）

引言

BIM技術在我國建筑結構設計中的應用，有效的提高結構的穩定性與合理性，為了能夠更好的在我國普及和開發這種先進的技術，首先就應該對BIM技術的發展以及優勢、概念、設計理念等方面進行深入研究，文章針對建筑結構中的 BIM技術應用進行分析探討。

一、BIM技術概述

在建筑形式和數量不斷增多的前提下，工程項目中所涉及的信息量也越來越大，這些信息如果得到及時收集，并加以利用，那么對于其他建筑工程的建設將會具有極大的推動作用。不但能夠縮短工期，還能夠加有效節約成本，提高施工質量，除此之外還能夠更好的避免很多施工事故的發生，因此，信息技術在我國建筑工程中的優勢非常顯著。但是現階段，我國還是應該采取一定的措施更好的發展和推廣這項技術，這樣才能夠將次技術的優勢充分發揮出來，有效的節約成本，提高施工效率以及施工安全保障。在這個基礎之上，我國相關技術人員應該全方面，高效率的對BIM技術的核心技術原理進行研究，可以說，此項技術是我國建筑設計領域的新起點，是一次革命性的開始，因此具有非常巨大的現實意義。

二、BIM模型所包含的設計項目

1.構件方面

BIM技術在建筑結構構件設計中具有非常重要的作用，其中內容很豐富，包括構建材料、幾何尺寸以及荷載等信息，這些信息能夠非常直觀的顯示出來，相關的設計人員能夠隨時進行使用和分享。尤其是在結構節點設計方面，BIM技術的使用，能夠快速和直接進行構件作用的判斷，將梁、板以及墻、柱等部分的信息進行定義，同時能夠對連接構件做出更加合理的判定，這樣是為了更好的將其與節點的進行匹配，這樣就能夠將所建立模型的信息進行科學地參數計算。比如，建筑設計中的混凝土構件，BIM技術能夠將其使用量的多少以及鋼筋的用量進行準確預測，并將其現實在模型信息中。

2.整體層次關系

使用BIM技術，必須要建模，而模型的構件需要大量的信息數據，在虛擬的條件下，模型能夠非常正確完整將結構進行優化調整，為人們提供最合理、最具可行性的施工方案，同時，還可以緩解施工過程中所產生的突發問題，協調各部分施工之間的關系，BIM技術可以及時搜集并整理各種施工信息，并實現分享，施工人員以及技術人員在需要的時候可以隨時進行查閱和使用，為建筑結構整體分析計算提供更多依據。

三、BIM模型的層次應用

1.BIM模型的集成化應用

BIM模型采用的是參數化的描述方式，這種方法是目前最合理的信息單元描述方式，能夠非常準確的將建筑結構中的梁、墻以及柱等部分建立模型，在建立模型的時候，建筑物實際上就是真實的展現過程中，其內部信息以及內涵都會被描述出來。另外，在建立模型的這個過程中，系統還會對結構中大量物理信息進行全面的分析，進行分類處理。技術人員能夠更加直觀，便捷、多方位的對建筑物的構造情況進行了解，從而有效避免很多設計上失誤，以及事故的發生。

2.參數形成和編輯

BIM技術的核心就是利用數據庫模型體現出各個設計參數，這使很多結構模型都和實體結構參數相互一致，參數在形成模型化后，會根據不同的構件特征形成相互的規則性，使模型設計能夠和實際施工相互聯系。

3.信息共享和交換

在結構設計完成后，BIM模型能夠直接讀取結構設計中的信息，并且結合這些信息建立完整的結構分析模型。三維模型的結構布置保持與分析模型相互一致的狀態，使結構狀態得到高度的統一，建筑信息模型在傳統的模型分析上往往以數據作為基礎，BIM在讀取數據的過程中，使數據文件轉換為自身的結構形式，最終實現設計流程中的資源共享，以此提高資源的協調應用能力。

四、結構設計中BIM應用的難點

1.應用BIM技術的三維設計工具軟件（Revit 釆等）用了較多的模塊參變量和系統參數，與二維創建視圖技術有很大的不同，軟件需要兼顧與二維設計習慣的一致性，所以模塊參變量和系統參數比常規工具軟件要復雜很多倍，這就使得應用中因為系統參數設置不當或參數與參數之間不匹配而導致很多意想不到的問題。

2.在進行結構設計時，很多結構形式十分特殊，這就需要特殊的結構模塊對其進行控制，但是三維圖形和剖面視圖不能形成理想的施工效果，很多設計者會因此放棄BIM技術，而使用原始的二維繪圖設計方案

3.結構工程師在建立 BIM模型時，注重的問題主要是物理模型能否自動生成平法施工圖文檔，以及能否正確轉化為可以被結構分析軟件認可的結構分析模型。在結構設計中，安全性分析計算是首要環節和重要問題。BIM建立的是完全的數據庫式模型，從理論上來說，實現BIM物理模型與結構分析模型之間的雙向鏈接是完全可行的。

五、BIM在結構設計中的處理辦法

1.建立完整的項目樣板

在建筑結構設計中，項目樣板是所有設計中的基礎，而項目樣板設計所包含內容很多，具體為標準化處理的線型、字體以及符號等方面。而BIM技術的應用，能夠快速有效的建立完整的樣板，并且能夠避免很多必要的重復，減少無用功，提高工作效率，現階段，我國已經建立了一套符合我國實際情況的設計標準，這項標準能夠對我國結構設計中的各個環節進行監控并能夠更具不同用戶的需求，有針對性的進行指導。

2.設計符合要求的結構構件

在建筑結構中，梁、柱以及樓板等都是非常重要的基礎部件，因此這些部件對于建筑來說，有著非常重要的支撐作用，通常來說，它們一般為預制部件、現澆部件以及各種更結構部件等。設計的時候，要從建筑物的實際情況出發，根據不同需要進行設計。在這些形式中，比較常用的就是現澆部件。設計的時候，設計人員應該嚴格進行設計方案的選擇，部件功能不同，澆筑的方式也不同，要最大限度減少不同因素之間的沖突反映。保障結構部件的作用能夠得以有效發揮。

3.鋼筋混凝土結構中的平法表示

在鋼筋混凝土施工圖繪制中，通常采用平面方法進行表示，在圖紙上采取特殊的標點符號進行標注，施工技術人員通過工藝轉換形成樣圖。BIM技術可以使平面表示法的內容多環節和多角度展示，BIM模型能夠更加輕松的提取出關鍵數據和核心信息，以滿足施工時間和放樣需求。

結束語

建筑的結構設計之所以越發重要，是因為我國的建筑數量不斷增多，同時樓層數量以及高度都在增加，這意味著建筑的抗震性能以及穩定性必須要不斷加強，因此科學的進行結構設計、確保建筑結構能夠承受各種環境下的外力作用，這樣才能夠確保國家以及人們的生命財產安全。BIM技術的合理應用，能夠有效提高設計的合理性，可行性同時兼具經濟性，最大限度提高建筑質量，為國家和人們的利益提供保障。

[1]董濟豪.探析建筑結構設計中BIM技術的應用[J].江西建材.2014(16)

[2]龍輝元.BIM技術應用于結構設計的探討與案例[J].土木建筑工程信息技術.2010(04)