新時期建筑結構設計中BIM技術應用分析

黃卓夫（江西省建筑設計研究總院，江西南昌330095）

新時期建筑結構設計中BIM技術應用分析

黃卓夫（江西省建筑設計研究總院，江西南昌330095）

隨著國民經濟的發展，我國建筑行業獲得了極大的發展，人們對于建筑的質量有著更大的要求，這就要求建筑結構設計要有更科學的方法與設計理論。BIM技術做為一種新興的技術正受到越來越大的關注，BIM技術被引入建筑行業的結構設計中以后，對建筑行業是一個極大的促進，極在地提高了建筑結構設計的質量與效率。所以在實際的建筑結構設計中使用BIM技術是十分有必要的，加強對BIM技術在建筑結構設計中的應用，對于建筑行業的發展，是十分重要的。

新時期；建筑結構設計；BIM技術；分析

最近幾個隨著國民經濟的發展，特別是城市化進程的加愉，我國建筑行業獲得了極大的發展，在整個建筑工程中結構設計是十分重要的一個環節，對于整個建筑工程有著重要的影響，BIM技術的引入，對建筑結構設計是一個根本性的變革，極大地提高了建筑結構設計的質量與效率，十分有效地促進了建筑行業的整體發展水平，對我國國民經濟的發展起著巨大的促進作用。

1 BIM技術概述

1.1 BIM技術概論

BIM就是建筑信息模型的簡稱，這項技術是傳統建筑設計技術與數字化技術相結合的產物，是現代信息條件下所產生的建筑結構設計方法。在BIM技術中建筑結構設計逐漸進入了三維處理的時代，通過相應的數字化技術，可以很好地構建建筑結構的各類信息庫，從而為以后建筑結構設計累積經驗。當然在建筑結構設計信息庫的建設中，需要十分詳細而且專業化地描述建筑結構設計的相關信息，并且要確保這些信息中有各類非構件的狀態信息等，以確保整個信息庫數據的完整性。

1.2 BIM技術的特點

（1）BIM中信息的集成性。BIM系統內信息的集成性主要是指的建筑結構信息的集成性與整個建筑結構設計過程的集成性。通過對相關數據的研究，建筑結構信息模型只有能是唯一的模型，各個相關建筑結構的設計信息要在這個唯一的模型下進行相關的設計，所以在BIM的技術下顯著的表現為信息的集成性。在這種平臺背景下，所有的相關建筑結構設計人員都要在這個統一的平臺下進行相關的建筑結構設計工作，以達到建筑結構設計的集成設計。在建筑結構信息庫存的建設中最核心的就是由計算機所構建的三維模型為基礎來完成的，在這個建筑結構信息庫中主要包括建筑結構的各類尺寸、空間的各類信息及相關的建筑材料以及各個建筑結構之間的連接關系等數據，這些數據可以搭建起一個全面的建筑結構設計數據庫。在以后的使用中，可以快速地在數據庫中查找到相關的信息數據，打破了傳統使用的CAD技術的各類限制，在整個建筑結構設計中有著十分重要的意義（見圖1）。

圖1

（2）BIM技術中的協同設計。在BIM技術中完全可以建設一個全新的設計平臺，在這個平臺中可以為各類建筑結構設計及相關的施工等部門提供一個統一的、良好的溝通平臺，并且在這一平臺中可以根據相關的要求，快速查找到一些需要的信息。最主的是在這一統一的平臺下可以規范各個相關設計的行業，自動檢測建筑結構設計中存在的各類問題，從而極大地提高了建筑結構設計的效率與設計團隊之間的溝通，從而大大縮短了建筑結構設計的時間。

（3）在BIM技術中的工作傳遞。通過BIM技術，可以將建筑結構設計中的相關各類數據形成了一個系統的關聯。在建筑結構設計或是修改后，不需要設計者自已動手修改相關的連接，或是要修改復雜的設計圖紙，在BIM中可以自動對這些修改的信息進行自動的修改，并將這些修改自動反饋到相關的構件中。同時，在BIM技術中還可以進行建筑結構的模擬施工，在這種技術中建筑結構設計師就不需要為了驗證設計中各為因素的影響，而構建多個模型了，可以通過BIM技術進行相關的模擬實驗，從而大大節省了建筑結構設計的時間，提升了建筑結構設計的效率。

圖2

2 BIM在建筑結構設計中的應用流程

2.1 構建建筑結構的整體設計模型

在現代的建筑結構設計中，可以通過BIM的技術，在整個建筑結構設計之前就搭建一個完整的建筑結構設計模型，從而為建筑結構設計中的梁、板、柱等基礎性構件進行充分的描述，從而為建筑結構設計提供一個參考性的數據。對整個建筑結構模型的設計流程主要是以下：①要定義整個建筑的實體，這是整個構建統一的模型的基礎工作；②利用BIM技術中的集合關聯實體進行各個樓層與整個建筑實體之間的關聯，從而為下一步的設計提供數據基礎；③進行墻體的定義，并且使用BIM中的空間結構關聯實體做好相應樓層與墻體之間的的關聯。通過以上的流程，可以構建出一個完整的建筑結構設計模型，從而為整個建筑結構設計打下良好的基礎。

2.2 構建建筑部分的結構模型

在BIM所構建的建筑結構模型中，主要包含以下幾個方面的信息：建筑結構的信息、力學方面的計算、建筑的成本村料等各種數據。目前在BIM中的IFC模型中可以滿足相關模型設計的需要。比如在墻體的設計中對所關聯的關系進行相應的定義，在正常的情況下，IFC模型中要定義各個構件的材料等信息，同時由于墻體主要是以內部墻面的磚、墻體的結構層、隔熱層、外墻面的磚等，所以還應做好以下的針對性工作：

（1）要對墻體中所使用的材料有一個很好的定義，這是一項基礎性的工作，對于整個建筑部分結構模型的構建有著重要的意義。

（2）利用材料層進行實體、材料層集合實體、材料層分層實體等進集合使用，并進行相應的定義，以滿足建筑結構設計的需要。

（3）利用材料的關聯實體進行墻體與所使用材料的關系，以滿足墻體結構設計的需要。

2.3 構建建筑結構設計的關聯性模型的兩實體存在的主從有關系，依照修改主實體改變實體，但是卻不會對主實體的木質造成任何的改變；對于對稱性關系，主要還是指的兩實體存在對等的關聯關系，其中任何一個實體的改變都會影響到另外一個實體的改變，比如柱與梁的關聯有關系，如果在建筑結構設計中梁實體是，就會影響到相之相關聯的柱實體發生相應的變動，從而影響到柱實體的設計。

3 建筑結構設計中BIM技術應用中存在的問題

3.1 目前還缺乏統一的技術標準體系

目前雖然BIM技術已經在建筑結構設計中普遍使用了，并且還取得了很好的效果，但是也要看到BIM技術在建筑結構設計中的使用還剛起步，還處理一個探索的階段。目前我國還沒有一部統一的BIM技術使用規范，在各個環節還處于一種混亂的狀態。而BIM的技術發展，現在迫切需要一部規范的體系來規范相應的建筑結構設計。

3.2 BIM在建筑結構設計中使用的成本較高

將BIM技術引入建筑結構設計中，極大提高了建筑結構設計的效率，但是BIM技術的使用需要大量的資金投入，并且對于設計人員的專業素質有較高的要求，而對于這部分設計人員的培訓也需要大量的資金投入。同時BIM技術引入建筑結構設計也需要相對應的軟件，這此軟件的購買與更新都需要大量的資金。所以前資金也是制約BIM技術在建筑結構設計中使用的主要原因。

4 結語

隨著國民經濟的發展，人們對于建筑質量提出了更高的要求，建筑結構設計是建筑工程中十分重要的一個環節，對于建筑工程的質量有著重要的意義。BIM技術引入建筑結構設計中有力地提高了建筑結構設計的成效與質量。本文就BIM技術的特點進行了分析，并就BIM在建筑結構設計中的應用與存在的問題進行了相應的分析，希望對這方面的研究工作有所幫助。

[1]潘 平.BIM技術在建筑結構設計中的應用與研究[D].華中科技大學，2013.

[2]邵光華.BIM技術在建筑設計中的應用研究[D].青島理工大學，2014. [3]李 軾，王科亮，劉 媛.探析建筑結構設計中BIM技術的應用[J].江西建材，2015，03：34.

[4]陳慶豐，徐云博，劉繼鵬，胡 愈.探析建筑結構設計中BIM技術的應用[J].四川水泥，2015，11：154.

[5]張超.探析建筑結構設計中BIM技術的應用[J].建材與裝飾，2016，27：95～96.

在進行建筑結構設計時，不論是傳統的設計模式還是現BIM的設計模式，都要關注各個分部件的關聯設計，而通過BIM技術中的模型可以準確、直觀地反映出整個建筑結構中各個部件的關聯關系，這種關聯關系包括對稱性與非對稱性的兩種。基中對于非對稱的關聯關系，主要體現在建筑結構中

TU201.5

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2095-2066（2016）32-0172-02

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