淺談建筑結構設計中BIM技術的應用

楊輝

摘要：采用BIM技術進行建筑結構設計，可以大幅提高建筑結構設計的可靠性與科學性，保證施工質量與施工效率，在建筑結構設計采用BIM技術具有深遠的現實意義。針對建筑結構設計中BIM技術的應用實踐進行分析與探討。從建筑結構、施工現場及結構協同處理等方面分析BIM技術的應用問題，針對使用成本高，標準體系差等問題，從結構設計和項目樣板方面提出解決方案。

關鍵詞：建筑結構設計；BIM技術；應用

中圖分類號：TU55 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0166-01

1 BIM技術概述

BIM技術就是建筑信息模型技術，在相應建筑工程當中，對數字化3D功能進行應用，對關于建筑的不同信息進行進一步整合，從而建立起一個較為完整的數據模型。對于BIM技術而言，其最早是在美國使用的，主要針對建筑工程中維護、運營、施工和設計等多個環節進行處理。同時使用3D可視化功能，將建筑通過虛擬的方式展示在人們面前，提升了人們對建筑設計、施工、管理等方面的工作效率得到提。BIM技術在建筑工程中應用是一項重大變革，拖動了建筑工程建設向著智能化方向發展。

2 建筑工程結構設計BIM技術主要優勢

2.1 參數化、協同設計

對模型而言，其參數化主要表現為兩個方面：（1）構件定義實現參數化；（2）圖元間保持的約束關系實現參數化。通過對這種關系的合理應用，能在保證可編輯性的同時提高建模工作效率。過去的二維圖元組成要素，沒有實際的物理意義，一處修改后不能達到處處更新的目的，而BIM給出的所有視圖都將數據庫模型作為基礎，所以它能在一處修改以后達到處處更新的目的，從而大幅減少或直接避免人為失誤。

2.2 三維可視化

將三維實體模型作為設計的基礎，對不同構件間保持的空間關系進行形象表達，為工程建設參與各方的技術交流創造便利。對規模較大的復雜結構而言，單純依靠平面圖和立面圖一般難以找出自身專業和在與其它專業進行協作配合時潛在的問題。但通過對這項技術的應用，能對設備與結構兩大模型開展動態演示，檢查確認所有構件之間的空間關系能否達到要求，同時完成碰撞檢查，最終確定最佳方案。

2.3實體配筋

通過對BIM技術的實體配筋應用，能對部分復雜節點的鋼筋布置實施模擬，通過模擬能提前找出并解決問題。此外，結合施工方面的要求，根據實體模型，還能為其它的工程量計算等工作提供參考，確保鋼筋下料一次性準確完成。

3 BIM技術在建筑結構設計中的應用分析

3.1對建筑結構功能進行分析

設計師在設計建筑結構時，如果設計過程只是單純的設計建筑每一環節，然后調換各個部分，將其綜合在一起來處理，那么其所得出的整體結構設計是遠遠達不到要求的。而是從整體角度上參照相關規范要求，從而嚴格的進行結構設計，使建筑功能進一步完善。在以往的建筑結構設計時，需要投入大量的財力、物力和人力對建筑結構性能進行分析，而且因為人工分析會存在較大的誤差，所以不能保證信息數據的準確性，不但不能對施工提供有效的指導，同時也對企業經濟效益產生了一定程度的影響。應用BIM技術，只需將相關信息數據導入到BIM模型中，便可以更好的分析建筑結構功用，提高了這項工作的效率和質量。

3.2 鋼結構建模

在現階段，鋼結構已成為大跨度建筑的主要結構形式，在建設中，通常會面臨結構連接和加固處理的困難。鋼結構設計的連接方式通常有梁柱連接、梁梁鉸接和梁梁剛性連接等連接形式，在設計中需要構件各種參數，來反映各種構件之間的相互連接關系。應用BIM技術，將構件之間的關系通過參數化，三維可視化提取信息，進行合理化設計。例如，可通過參數共享來有效地控制螺栓的數量和合理的間距，設計師通過調整參數以形成更加合理的連接體系；在構件加固件和連接設計中，設計師只需勾畫大概的形式，交給建模技術人員，然后通過參數設置反映在參數化的模型中，再作合理的調整，以此確定加固件的準確位置。由此可見，應用BIM技術對提高鋼結構的質量和施工效率有著重要作用。

3.3 參數分析

在進行建筑設計時，很多項目工程都是結合傳統的方式來進行整理、設計以及分析，這就導致數據分析需要耗費較長的時間，并且容易出錯。在數據分析前期耗費的時間會直接導致工程設計和施工無法按照工期來進行，損耗不必要的人力資金和成本。通過BIM技術就能將和建筑設計相關的數據信息整合成數據庫，利用自動化算量方法輸入具體的數據，BIM就能夠自動對數據進行整合，并且順利完成扣減，將工程人員從復雜的數據運算中解決出來，進一步提升工作效率以及運算工作的精確性。在調整建設設計方案時，只要調整數據庫中相關信息，就能讓構建模型出現變化，這就能夠提升工程設計效率，保證建筑設計數據不斷更新，達到數字化要求。

3.4 結構構件設計

在整個建筑結構設計中，構件設計是一個非常重要的關節。BIM技術主要就是將建筑結構設計的各個環節及信息進行收集，再將收集起來的信息轉變成數字化形式，變成數字化的建筑構件來進行建筑施工的戰士。并且將工程的信息庫轉變成計算機的模式，在整體的計算機數據庫中可了解與掌握建筑施工整個過程以及其他任何信息，還可通過軟件查看空間結構的狀態情況。

根據建筑結構的主要設計形式與要求，合理設計出各種結構的構件，如基礎、梁、墻以及樓梯等，只有設計出合理合理的構件方案，才可以保證建筑結構設計的合理性與可靠性。

因素是這些構件才組合成一個整體的建筑結構，每個構件在整個建筑結構中占據著重要位置，可以是構件設計是否合理直接關系著整個建筑結構設計的合理性。現階段通常采用現澆構件的結構形式，這種方法在具體應用中有很多優勢，比如施工中操作簡單，方便快捷，形式靈活，而且對操作人員的技術能力要求也不高。BIM技術的應用降低了設計人員的工作難度，還提高設計方案的準確性，從而為建筑施工的管理打下良好的基礎。

3.5 設計協調應用

BIM技術的應用，可以促使建筑結構設計工作更加協調，在建筑結構設計過程中，該項工作不單由設計人員負責，還需要其他有關人員參與到其中，這種情況下，促使建筑結構設計工作變得十分混亂。

4 結束語

綜上所述，BIM技術越趨成熟，有很大的發展前景，現階段隨著我國經濟的發展和科學技術水平的提高，建筑工程也處在一個快速發展的階段，而BIM技術在建筑工程中的應用是十分重要的。BIM技術在建筑的應用主要是在可視化仿真方面和工程的質量安全管理方面體現突出。BIM技術應用于結構設計過程中，會出現因人為因素導致設計不合理等問題，因此，必須要求工作人員具備一定的專業技能和綜合協調能力，才能更好的掌握BIM技術的工作原理和應用，從而提高工作效率。對于建筑結構設計專業主要是參與了多專業的協同設計，目前對結構本專業還沒有顛覆性的價值。

參考文獻

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