建筑結構設計中BIM技術研究

文/杜佳星 中鐵合肥建筑市政工程設計研究院有限公司 安徽合肥 230001

1、引言

許多人認為建筑結構設計是藝術的一種體現，其實許多建筑設計師也有這樣的想法，因此一些建筑設計師在進行建筑設計時常常只注重建筑的藝術性建筑的美感，對其它方面重視的較少，這種情況的存在，導致了許多建筑問題的出現，在這一問題上除了建筑設計師轉變自己的思想外還需要有一種手段將結構設計與施工進行連通，既保證結構設計的美感藝術性，也能使其在對建筑結構設計圖形的不斷完善中保證建筑的質量。而BIM技術在建筑結構設計上的應用就可以在一定程度上解決這一問題。

2、建筑結構設計中BIM模型所包含的內容

2.1 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進行匹配，這樣就能夠將所建立模型的信息進行科學地分析、計算。

2.2 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、最具可行性的設計施工方案，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，并實現共享，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。

3、BIM建筑結構設計方法

建筑行業的發展是國家發展所需要的，因而對建筑設計的要求變得更高了，建筑設計中應用一些計算機軟件已經成為了一種常態。我國建筑行業早在20世紀80年代就有了將計算機軟件應用在建筑行業中的先河，但當時大多是以cad方式來表現的，這種方式從一定程度上來說是將手繪的圖形轉移到軟件之上，在準確度上有了一定提升，但是實際效果不佳，而建筑行業發展的越快，這種方式就越不適用，因此在迫切的需求下BIM技術出現在建筑行業中，并為建筑結構設計提供了較大的幫助。

首先，在建筑方案的設計階段，這一階段主要注重建筑的格局以及美感。因而在進行建筑結構設計時需要對整個建筑的功能、布局需求等進行整體的分析，設計師在心中對建筑結構設計形成一個清晰的圖像，以BIM技術來輔助呈現，最終利用該軟件展示出一個三維立體效果圖，并通過這一圖形將設計師的理念等內容都進行呈現，最后建筑設計師再去與結構工程師進行溝通，看效果圖是否能滿足結構設計內容，在雙方的協調之下將設計方案初步呈現出來。

其次，在初步的結構設計方案完成后需要對建筑中的細節內容進行相應的設計，對這些細節進行結構設計時也可以通過BIM技術對細節內容進行處理，如水暖電熱等重點問題上，就需要運用BIM技術進行合理的設計，進一步將初步的結構設計圖紙完善，同時形成一份合理的設計稿。針對這些結構設計問題設計師可以按照以下三個方面來完成，一是對利用BIM技術對建筑模型進行加載。建筑模型是結構設計的關鍵，因此結構設計的各個環節都需要以此來展開，以這樣的方式來進行在一定程度上可以避免因不合理的設計影響了建筑美感以及實用性。筆者以獨立別墅的結構設計來進行舉例。一是，設計需要將結構樣板的原件為基礎來進行，并要將建筑模型導入，在對這一數據進行導入時，同時還需導入參照模型，這樣能形成一定的對比，進而有效的進行設計。二是受力構件的布置，我們常看到通過BIM技術進行結構設計的設計圖是通過三維立體的形式進行呈現的，但這并不代表所有的內容都是以三維立體形式存在的，其實對于結構劃分就不是以三維立體形式存在的，它是在平面圖中被繪制出來的，因此這些構件在立體圖中也會原樣呈現。BIM技術有較強的信息共享性，因此還可以利用這一技術將一些重要的信息，如構件布置等內容實時進行傳送。有時一些模型之間會存在一定的沖突，這是一種比較常見的現象，針對這一結構設計上的問題還可以選擇應用BIM技術來進行檢測，這樣就可以將這一問題有效解決。三是設計預算問題，通過一系列的方式將整體的建筑結構設計進行模型的構建后，還需要進行一個預算環節，也就是指將現有的模型結構通過一定的方式合理的進行預算設計，在預算過程中需要結合一些條件對整體的數據進行相應的分析，例如利用幾何尺寸等。

最后是三維模型的顯示與檢查。建筑圖紙的設計在初步設計階段完成結構設計后，還要注重其圖紙施工階段的設計，這一階段也需要采用BIM技術來進行。第一需要將BIM技術設計下的初定模型在三維圖像上反應出來，同時按照這一圖像內容將其與實際施工的內容進行結合，如建筑形狀、結構布置等等進行結合，進而將其基礎模型完善，使其最終形成一個成型的施工效果圖，同時還要將設備、材料、施工等各種相關的要求進行考慮，最終形成施工文件。

總結：

建筑行業在我國未來的發展中仍占有重要地位，因此BIM技術仍然要繼續發揮它的價值性，它在建筑行業的出現不夸張的說對建筑行業造成了極大的轉變，同時也使建筑行業與信息技術有了聯系。BIM技術在建筑結構設計中的應用不僅使設計有了更強的合理性，同時還能有效的對建筑安全進行保障，其價值在建筑行業有了明顯的體現，因而國家還需大力支持其技術的發展完善，并為其提供更多的優秀創新型人才，使得建筑行業得到更好的、可持續的發展。

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