BIM技術在建筑結構設計中的應用分析

王海

（天津方標世紀規劃建筑設計有限公司 天津 300220）

摘要：BIM技術因其具有的直觀性、協同性以及關聯性逐漸被更多的應用到建筑結構設計中，并且取得了良好的應用效果。在建筑工程規模不斷加大背景下，工程結構復雜度也逐漸增加，BIM技術的應用剛好可以應對行業發展需求，綜合結構、電氣、給排水、暖通空調等專業要求進行綜合分析，促進各專業間協同設計，通過三維可視化，來提高結構設計結果的科學性，提高工程建設綜合效果。本文主要對建筑結構設計中BIM技術的應用進行了簡要的分析。

關鍵詞：建筑；結構設計；BIM技術

1BIM的含義

BIM是動工之前，在電腦上模擬建造過程，以解決設計中的不足和真實結構中可能存在的問題。這個模擬不是簡單的堆積木或俄羅斯方塊，而是帶有真實數據的，能夠真正反映現實問題的模擬。想要模擬一個建筑，不單模擬它的的建筑信息，結構信息，地理信息也要一同納入，要做大量的運算來分析。建筑信息模型是就是用建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，并且通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。

BIM技術應用為載體的項目管理信息化，它的優點是能夠提升項目生產效率、提高建筑質量、縮短工期、降低建造成本等。BIM模型可以作為二次渲染開發的模型基礎，提高了三維渲染效果的精度與效率，給業主更為直觀的宣傳介紹，提升中標幾率。同時可以作為開發的模型基礎，提高精度和效率，讓宣傳的力度更好、效果更佳。

BIM數據庫的建立，可極為準確地快速計算出工程所需完成的總量，提高結構預算的精度與效率。BIM數據庫也可以快速地提供所需支撐的項目各條線管理所需的數據信息，這樣就可行之有效地提升建筑結構管理的效率。BIM技術能自動計算工程實物量，精確計劃，這樣就能夠減少浪費。在新形勢下，大量的建筑結構企業很難實現精細化管理，因為它的工程數據量大，沒有辦法快速準確地獲得到計劃，但BIM技術的出現就可以快速并且準確地獲得工程基礎的數據，為建筑結構企業制定精密的計劃，大大減少了人力、物力以及資源的浪費。

2BIM技術的特性

2.1信息集成

BIM技術一個很大的特點是對于各個方面的信息進行整合，一方面是對整個設計過程方面的數據整理，另外一方面是對設計信息方面的整理。在數據建模工程中，我們必須把握住每一道工序都有其實踐的可行性并且能夠保證整個建模的有序進行。計算機主要是有三個維度，利用多個幾何信息建立信息模型，我們無法忽視的是，在建筑結構中所使用的建筑材料，他們各個連接結構中的尺寸，以及建筑過程中所用的構件數量等等，這些需要再數據建模時奠定一定的基礎，從過去傳統的CAD制圖，到現在逐漸使用的BIM技術，我們可以明顯看到在設計上面的顯著進步。

2.2可傳遞的工作過程

在整個建模過程中，BIM還有一個顯著的特點就是他的數據是可以相互傳遞相互統一。整個系統實現自動化的管理，當工作人員更改其中一項數據時，無需在更改其他數據，也無需更新新的處理圖紙或者相關的鏈接，BIM技術會通過傳遞的功能讓受到影響的相關數據進行更改。這一項功能可以大大的降低了我們的設計工作人員的負擔，給他們的工作提高了效率的同時，也避免了一些不必要的錯誤。這也充分體現了BIM技術在建筑結構設計方面的優勢。

2.3相互合作

BIM技術是一種新型的在設計模式方面的系統，它有效的統籌了在設計、施工、業主等單位之間的高效溝通，并且為他們提供了很多具體實際意義的數據信息。眾所周知，三維模型的設置可以讓我們在多個層次中來根據自己所需進行工作，而BIM技術利用自帶的自動檢測功能讓多個對象相互溝通和相互影響，這樣也充分的體現了協同合作協同設計的好處，這有利于我們的工作人員降低工程周期，并且還能提升整個設計的質量，大大提高了項目的投資報酬率。

3BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

3.1分析建筑結構和場地

建筑結構應具備多種特點，如穩固性、安全性等，如其缺少此方面特征，在投入到實際的應用中后很可能會造成安全風險隱患，因此需要確保建筑結構的整體合理性，而若要達到這一目的，首先需要對場地、建筑結構等方面進行深入分析，因場地的實際情況也會影響到建筑結構的設計。在分析場地方面，地理信息系統具有很好的作用，將BIM系統與之相連后，即可以完成對施工場地的模擬，并且建立其相應的模型，之后根據模型對各個部分進行篩選，從而確定最佳施工地點。

3.2分析建筑結構性能

建筑結構的設計并不是簡單的將框架列出來，而是要使其具有美觀外表的同時，具有很強的抗震性，否則無法保證其長期處于穩定狀態，這與建筑質量要求也需要相吻合。根據以往的工作經驗可以知道，若要對建筑結構的性能進行分析，此過程不僅周期較長，并且需要耗費大量人力、物力，并且人在進行分析時無法很好的保證質量。因人會受到主觀意識影響，或因粗心等原因造成結果出現偏差，而利用BIM技術可以將其中包含的性能分析軟件的作用充分發揮出來，自動化的分析可以有效避免誤差情況的出現，并且在設計的過程中發現有不足之處時，也可以自行對其進行校正。

3.3構建整體結構模型

建筑工程質量如何直接受到建筑結構的影響，若建筑結構不夠科學合理，不僅無法保證整體工程的質量，也會浪費更多的人力、物力和財力，因此在進行建筑結構設計時，應加強對此方面的重視。應用BIM技術后，其可以幫助建立一個完善的建筑整體結構模型，如其可以在梁、板、柱以及樓梯等方面提供有價值的信息，以墻體結構構件為例，可以針對相關流程進行深入探討：①定義建筑實體；②定義墻體實體；③利用集合關聯實體進行樓層實體和建筑實體的關聯。

3.4構建關聯性結構模型

關聯性結構模型的建立相對較為復雜，并且需要注意的事項眾多，在進行設計時，相關人員必須意識到各個個體間關聯性的重要性，并且將對稱性關聯方面的問題徹底解決。在應用BIM技術后，相關人員可以其將建筑對稱性關聯和不對稱關聯更加直白的表現出來，如以洞口和墻體為例，洞口會依附于墻體實體之上，將洞口刪除時，墻體并不會消失，但若將墻體刪除，洞口也會隨之消失，與此可以看出，利用洞口關聯實體，可以建立洞口與墻體之間的關聯。

3.5構建部分結構模型

BIM模型擁有多重屬性，如最為常見的力學性能、成本以及材料等，如今大部分模型構件對很多模型的應用均有了獨特的要求，而IFC模型的廣泛性最佳，幾乎可以滿足所有的屬性要求。以墻體為例來定義關聯關系，IFC模式下的墻體主要包括結構層、隔熱層以及外墻面等部分，而若要做好此方面工作，則需要：①定義材料屬性；②利用材料層集合使用實體、材料分層，并對其分別進行定義；③利用材料關聯實體進行墻體材料與墻體的關聯。部分結構模型的建立情況如何對于整個工程而言也意義重大。

3.6應用于建筑結構的協同

建筑工程的數據信息在BIM模型中會進行實時更新，也會不斷增加、刪減相關信息，為了能夠使整個設計質量不受影響，可以采取如下措施：①區域不同時應進行分別設計，避免在此過程中造成信息混亂的情況；②在整個模型中設置中性數據庫，如此一來即使再多設計者在進行數據交流時也不會出現問題。在進行協同處理時，其能夠將所有相關的數據進行整合，并通過統一平臺對該方面數據進行分析和處理，從而確保建筑結構設計具有足夠的協調性。

4結語

將BIM技術應用到建筑結構設計中，對提高設計效率和質量具有重要意義。為充分發揮技術所具有的優勢，需要利用其所具有的特點，做好結構各個階段設計，保證最終方案的科學性。

參考文獻：

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