建筑結構設計中BIM技術的應用研究

智 慧

(山西建筑工程有限公司，山西 太原 030000)

建筑結構設計中BIM技術的應用研究

智 慧

(山西建筑工程有限公司，山西 太原 030000)

闡述了我國建筑設計的現狀，介紹了BIM技術的概念，并結合其特點分析了其在建筑結構設計領域的應用，以具體工程為例探討了在應用過程中存在的問題，指出BIM技術的應用保證了建筑結構設計的可靠性、安全性。

建筑結構，結構設計，BIM技術

0 引言

工程項目的建設逐年增多，在工程建設中，建筑結構的設計是進行工程項目的第一步，對于建筑工程來講，有一個好的設計工程就已經成功了一半。對于建筑設計而言，BIM技術的使用更加能夠提高建筑的安全性、舒適性以及設計的先進性，將建筑設計與新型技術結合起來是我國建筑設計發展的大趨勢。

1 BIM技術概述

BIM全稱為Building Information Modeling，即建筑信息模型。BIM基于工程的各項數據信息，利用CAD進行建模，將工程的各項真實信息通過模型轉化為計算機數據，從而在此基礎上可以進行對工程的調試。模擬，因其具有可視化，可計算、可模擬、可出圖等優點，因此其應用范圍極其廣泛，BIM可以貫穿工程建設的整個周期，其特有的優勢正好適用于建筑設計，根據相應的規范要求有針對性的對全工程的各個階段進行深層的、全面的分析，對工程項目進行直觀的、全方位的描述與體現，以全局的眼光來對建筑工程進行設計，并給出多種解決方案，并且可以對多種方案進行各自建模，充分進行數據分析，在可視化的前提下選擇出最優設計方案[1]。BIM所具有的功能決定了其對于建筑設計具有十分重要的作用。

2 我國建筑設計的現狀

我國有許多令人驚嘆的建筑設計，但縱觀建筑設計行業總體，仍然有不可避免的問題出現。

2.1 數據收集困難

我國工程建設多為比較大的項目工程，工程時間、空間跨度都比較大，數據收集比較困難而且所需周期較長，并且期間數據波動、變化較大，因此其數據收集較為困難且耗時較長。

2.2 數據分享困難

建筑設計是建筑工程的前提，施工是在建筑設計的基礎上進行的。因此建筑設計要綜合建筑工程的整體來進行分析，需要各個環節的數據支持，但是工程中各個單位的聯系較少，合作不緊密，導致數據共享困難，并且由于缺乏系統的工程數據庫，數據無法及時收集匯總，導致數據無法及時對外公開，數據在內部的共享會有一定的困難[2]。

2.3 數據分析能力較弱

目前，我國的數據分析僅僅在平面上推廣運行，但是無法滿足不同時間空間跨度的數據分析。對于建筑設計而言，得不到全面的信息，其設計需要隨時修稿，難以給出完整的設計方案。

2.4 建筑設計模式化嚴重

我國建筑的外觀與用途一直延續著老的模式，外觀設計單一、功能結構設計單一，不適應于現代用戶的追求與時代的發展。目前，由于人們審美功能的普遍提高，對于傳統的外觀設計已經得不到滿足，另外由于現代各種信息大融合，對于建筑的要求已經不僅僅是單一要求，例如商店與電影院結合、住宅與健身房結合。因此建筑設計要突破固有模式，打造新型的設計模式。

3 BIM技術在建筑設計中的應用

前文提到BIM技術具有的多種功能使其在建筑設計中發揮了巨大的作用，下面具體介紹一下。

1)構建模型。

BIM技術利用三維模型，使建筑設計由傳統的平面圖紙轉化為立體模型，更加直觀的向人們全方位的展現建筑工程的實際。在設計初期構建模型，向用戶展示，得到反饋后，結合反饋后的數據對模型進行進一步的修改。其修改方面快速，可以隨時將修改后的模型傳達給用戶，直到滿意為止。而且有些技術更加先進的BIM技術，可以構建動態的設計模型，更加全面、生動的展現建筑設計的特色，給用戶最直觀的設計體驗[3]。

2)參數分析。

在建筑設計時，會有大量的數據按照傳統的方式，統計、整合、分析數據需要大量的時間而且易出差錯，在前期的數據分析耗費大量的時間，使整個建筑工程所需的時間延長，損耗人力物力與資金。利用BIM技術后，其可以將建筑設計有關的數據信息整合成一個數據庫，因其具有自動化算量方法，只需輸入數據，BIM系統便可以自動的完成數據整合與構件扣減運算，將工程人員從復雜繁瑣的工程數據中解放出來，提高運算效率，并且可以很大程度的保證運算的精確率。在建設設計進行調整時，只需對數據庫中相應的數據進行調整，其構建模型也會相應的發生變化[4]，既提高了工程設計的效率又可以確保建筑設計各方面數據得到及時有效的更新，實現建筑設計的數字化。

3)鋼結構建模。

目前大多數的建筑物內部采用鋼結構，同時鋼結構內部連接點是保證建筑質量的重要因素，因此在設計時，內部的結構連接既是重點也是一直困擾設計人員的難點。BIM技術具有數據共享的特點，可以使內部結構所使用到的螺栓間距和數量得到好的控制，設計人員只需利用BIM對參數進行調節，就可以將內部結構的設計展示出來，解決了內部結構設計信息傳達不完全的困難。

BIM技術應用于建筑工程管理是目前的一大趨勢，針對于BIM技術特有的優勢與目前工程造價所需要的項目參數來分析。

4 建筑設計中BIM應用的具體實例

1)項目樣板方面。

結合BIM技術完善項目樣板，首先將項目樣板中的線型、比例、符號與字號確定好，避免將數據信息輸入BIM技術軟件后重復修改，浪費時間與工作效率。

2)結合實際情況選材。

根據建筑施工地的地質、用戶要求等選擇好適合的建筑用材。在實際的施工建設中，工程建設會根據實際情況進行必要的調整，利用BIM技術構建三維模型后，在工程計劃調整時，只需在模型中做出相應的調整，就可以將工程的變化通過軟件分析直觀的顯示出來，十分便捷，并且具有很高的準確性。

3)其內部構件澆筑。

建筑的基本結構如柱子、梁等，是建筑的基本，決定著建筑的質量安全，通過BIM技術結合其各自的功能充分分析其數據，設計好結構構件，確保其能充分發揮出經濟效應并且能最大程度的保證各個部件之間不相互影響[5]。

4)鋼筋混凝土結構。

建筑的基本框架是鋼筋混凝土，傳統意義上，鋼筋混凝土的結構表現方式是平面化的，不利于對其進行檢測與考量。BIM技術將平面化的表現方法立體化，全方位、多角度的展示鋼筋混凝土結構，突出其設計核心，提取有效數據信息，從根本上提高工程質量。

北京“鳥巢”、武漢中心、天津117大廈的建筑設計運用了BIM技術，不僅實現了建筑造型上的突破，更是實現了建筑的多功能設計，將復雜的設計通過3D/5D建模呈現出初步的設計理念，之后根據工程進展中遇到的問題進行調整，最終完成具有價值的建筑設計。

5 BIM技術在建筑設計應用中的問題

BIM系統是利用軟件進行數據分析的，對于被輸入的數據信息與設計人員下達的指令來進行數據的分析與篩選構建模型，因此其本身并沒有偵查錯誤的功能，因此設計人員要保證模型設計的合理性，并對BIM自動生成的模型與設計圖紙進行認真的核查。

一般來說，在設計時要確保模型的無縫銜接，BIM系統對于簡單的、符合標準要求的構件可以很好的構建模型，實現多種模型之間的連接，但是對于復雜程度高、不符合標準要求的構件，BIM系統在進行構建模型時會丟失大量的數據，在構建模型時會出現差錯，導致模型之間無法實現無縫對接，對工程質量會有一定的影響。

6 結語

建筑行業成功引入BIM技術是十分具有價值意義的，不僅符合當前號召科技創新的基本國情，而且對于建筑設計來講如虎添翼，有效的解決我國建筑設計存在的難點，又為新時代的建筑設計開創了新模式，降低了建筑設計的成本，節約了工程的前期投入，可以將更多的資金投入到工程建設中，更加確保建筑工程的質量安全。另外，BIM技術的引進也對建筑設計從業人員有了更加嚴格的要求，培養建筑設計人員以全局的眼光看待建筑設計，掌握更多的高新技術，緊跟現代科技發展的步伐，將新技術與建筑設計結合起來，實現建筑設計的科學化、數字化、新型化，滿足不同用戶的需求。我國建筑行業中BIM技術的引用正處于起步階段，離不開各方面的支持與認可。在充分認識到BIM技術對于建筑設計行業的重要性之后，我國的建筑設計發展會邁向一個新的臺階。

[1] 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.

[2] 彭寶瑩,楊志杰,李 娜.淺析BIM技術在建筑結構設計中的應用[J].四川水泥,2015(5):197.

[3] 游子健.淺析BIM技術在建筑結構設計中的應用[J].江西建材，2016(22):47.

[4] 吳 靖.BIM技術在建筑結構設計中的合理應用[J].江西建材,2015(22):13.

[5] 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,2015,14(3):34.

OnapplicationofBIMtechniqueinarchitecturalstructuraldesign

ZhiHui

(ShanxiArchitecturalEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

The paper illustrates the architectural design and status in China, introduces the concept for the BIM technique, analyzes its application of the design field of the architectural structure by combining with its features, and points out the application of BIM technique ensures the architectural design to be reliable and safe.

architectural structure, structural design, BIM technique

TU318

：A

1009-6825(2017)24-0041-02

2017-06-12

智 慧(1983- )，男，工程師