BIM技術在建筑工程結構設計中的應用

文/侯湛 山東中怡建筑設計有限公司 山東德州 253000

城市化進程的加快推動了建筑行業的發展，結構設計作為建筑工程中一個十分重要的環節，對于建筑物的質量和安全程度有著絕對性影響，而 BIM 技術的引入和應用是建筑結構設計的根本性改革，在確保建筑工程質量的同時，還能為設計人員提供新穎的結構設計方案，為此，設計人員需要加強對BIM 技術的應用和研究 。

1、BIM技術概述

BIM 技術是通過創建和利用數字模型，對建筑工程項目實行設計、建造以及運營管理過程的重要技術，這項技術的實際應用，不僅加強了建筑行業的繼承性，還有效提升了企業的經濟效益。因此，該技術對于建筑工程的設計施工環節以及成本控制管理方面，都具有重要作用。

1.1 設計圖紙可修改功能

運用 BIM 技術所設計出來的建筑圖紙，其中包含的所有設計信息，都是以整體建筑模型為基礎的，如果發現問題，設計人員只需要進行針對性地修改，系統即可自行完成參數的調整和修正。這種設計圖紙的自動修改功能，大大減少了設計人員在畫圖、改圖工作中需要消耗的時間與精力，從而使其能夠集中注意力，放在建筑結構的設計重點上，完全由系統實現對參數修改前后圖紙的對比，從而選擇最佳的設計方案，保證設計效果。

1.2 設計數據信息化功能

BIM技術的基礎是現代信息技術，其核心在于信息，因此，相較于傳統的設計軟件模型，該技術最大的一個優勢就是能夠攜帶信息。從這個角度出發，將 BIM 技術模型作為建筑工程信息數據庫，用于存儲建筑工程建設過程中產生的所有設計數據，并有效維持這些數據之間的聯系，使設計人員在提取數據時，只需要點擊特定點，就可以及時獲得最全面、最可靠的信息清單，從而避免在數據查找上花費的時間，并有效避免數據的記錄與輸入誤差，提高建筑結構設計實效性。

1.3 工程設計一體化功能

應用 BIM 技術設計出的建筑模型，并非僅僅包括建筑工程的外觀情況，還包含了建筑工程在諸如熱能傳導、光源布置等方面的設計。由此可見，BIM 技術建立的模型，將建筑工程的各個方面都納入其中，形成一種一體化的設計，這樣可以在以安全性評價建筑結構的同時，考慮到建筑的舒適性、節能環保以及光源布控等多個其他角度的評價，從而提高實際的設計效果。另外，BIM 技術不僅可以提供平面圖紙，還可以直接完成整個建筑模型的渲染過程，利用BIM軟件來處理并分析模型，將設計的出圖、計算以及渲染等設計環節綜合為一體。

1.4 工程模型三維化功能

BIM 技術的一大特色就在于它是一種三維技術，所以利用 BIM 技術所設計出的建筑模型，可以使用三維立體的形式呈現出來，設計人員只需要直觀地對建筑結構立體模型進行全面觀察，即可看到其中各種細節的設計與布置，并及時發現其中可能存在的問題，采取解決措施，進一步理解設計方案，提高整體設計質量。

2、BIM 技術在建筑結構設計中的具體應用

2.1 應用于整體結構設計

在現代化建筑結構設計過程中，設計人員可以通過 BIM技術建立完善的設計模式和方案，進而實現對梁、板、柱等基礎性建筑構件的深入描述，為建筑結構設計提供精確的數據支持和參數標準。應用 BIM 技術完成建筑結構整體性設計的方式如下：①設計人員要定位好建筑工程的性能要求和性質，并構建整體的實體建造模式，做好結構設計前的基礎性準備工作。②設計人員可以應用 BIM 技術的信息集成化功能實現各個建筑實體機構的關聯性，如各個樓層和整體設計結構，為細節化結構設計工作的開展奠定數據方面的支持。③做好墻體設計工作，通過 BIM 技術的協同設計功能，設計人員可以分析出各個樓層墻體和總體建筑結構墻體的關聯性，并在參照上述結構設計流程的基礎上，構建完善的建筑結構設計系統，為整體性建筑工程結構的設計提供參考意見。

2.2 應用于局部結構設計

局部設計在建筑結構設計中的重要性也十分顯著，建筑局部結構設計主要包括建筑結構信息、力學結構信息、建筑成本信息等多方面信息。現階段，建立在 BIM 技術上的建筑結構設計模型已經能夠滿足現代化建筑設計的要求。例如，在墻體結構設計中，設計人員可以在對設計要素進行關聯研究的過程中，從新定義墻體設計因素和各種信息和精確數據，并對各個建筑構件進行詳細分析，最終確定其應用規格和具體信息。另外，建筑結構設計中的墻體類型包括保溫墻、隔音墻、內部墻、外部墻、隔熱墻等，因此，設計人員需要結合不同類型建筑結構的要求展開具有針對性的設計工作。①設計人員在墻體設計定位中要有清晰的認知，進而掌握建筑結構設計的整體框架，為設計工程的高效率開展奠定基礎。②設計人員要整合各種設計資源，對材料層、集合實體、材料分層實體等裝置的應用進行全面設計。③設計人員需要應用建筑構件的關聯性，將材料實體和相關實體整合在一起，以此來滿足墻體設計的要求。

2.3 應用于建筑結構參數設計

建筑結構設計會涉及到很多的參數問題，且這些參數之間都存在著相應的關系，一個參數出現問題，就會導致相應的參數均發生改變，從而影響結構的穩定性。但是使用 BIM 技術進行建模的過程中，由于該技術包含一個完整性的信息數據庫，在該數據庫中所有的信息都是關聯的，因此，設計師可以通過數據庫中的信息來進行完整的建筑結構設計，從而保證模型建立的真實性、合理性，提升相應信息數據的傳輸效率，保證數據的安全性，并為建筑的后期施工奠定基礎。

結語：

綜上所述，建筑結構設計直接關系到了建筑工程建造的合理程度，為此，設計人員需要提高對結構設計工作的重視程度，并結合建筑工程的實際要求，不斷完善建筑性能，同時應用先進的BIM 技術，用以提高設計方案的科技含量和精確程度，進而推動我國建筑事業更好、更快地發展。