探析建筑結構設計中BIM技術的應用

許顯怡君

摘要：BIM 技術對進一步提高建筑結構設計質量及效率有著重要意義，并可以幫助建筑企業在建筑產品生產過程中有效降低設計、生產等環節的成本投入，雖然 BIM 技術的各項功能基本可以滿足現代建筑結構設計工作的需求，但是 BIM 技術也對設計人員的整體素質提出了更高要求。

關鍵詞：建筑結構;設計;BIM技術;應用

1 BIM技術簡介

現代建筑的規模組建擴大，建筑結構設計過程中，需要通過多種渠道獲取信息。數據信息作為建筑結構設計過程中的關鍵資源，將其應用在建筑結構設計中，不僅可以降低工程的整體成本，而且也可以幫助企業縮短工期，提高建筑工程的質量以及工程的整體管理水平。也正因為如此，現代信息技術目前已經被廣泛的應用到了建筑工程領域中，在信息的支持下，建筑行業開始需找一條迅速處理施工過程中信息，合理安排工程的成本和進度的道路。因此，BIM技術被應用到了建筑結構設計中，這對推動建筑行業的發展意義重大，利用BIM技術使建筑結構由傳統的二維轉向了三維，而在建筑結構設計中，對BIM技術的推廣應用，使建筑發展到了一個新的高度，建筑結構設計、建造、運行過程中，利用數字模型，對幫助企業降低運行成本，促進建筑企業的發展都有著重要意義。

2 BIM技術的主要特點

BIM 技術是利用數字模型進行建筑結構設計、施工、管理的一種施工方法，其主具有以下特點。

2.1 信息集成

BIM 技術的信息集成主要體現設計信息集成和設計過程集成，建筑信息模型是更個建筑工程唯一的信息模型，各種專業的設計信息都要在這個模型中完成，因此，BIM 技術具有明顯的信息集成特征，也就是因為這個特點，所有的專業設計人員都可以在這個平臺進行建筑結構設計，從而實現設計過程集成化。

2.2 工作傳遞

BIM技術能夠將所有的與工作相關的數據聯系在一起，如果在施工過程中，設計師對某項內容進行了修改，設計師在并不需要親自對圖紙進行處理或更改，BIM系統會將信息遭受影響進行傳遞，與此同時，利用BIM技術還可以實現對施工的模擬，工程師在實際操作過程中，不需要對不同的因素進行分析，這大幅度的提高了工作效率。

2.3 協同設計

利用BIM技術可以構件一個設計平臺，從而可以為業主、設計師等與工程結構設計相關的人員構建一個共同平臺，依據需求，快速反映需要信息，利用BIM技術可以依據不同專業的設計原則，自動檢查建筑構建之間的影響，這使設計團隊在工作中溝通變得更加便捷，縮短了工作時間。

3 BIM技術在建筑結構

3.1模型碰撞檢查建筑

項目具體施工之前，傳統施工單位使用2D圖紙，難以有效反映出不同個體之間產生的碰撞，導致相應建筑設計人員容易忽略碰撞問題。對此，需對BIM技術進行應用，其展示的圖像是三維形式的，通過這種方式，對碰撞進行檢查，能夠有效消除施工過程中的硬碰撞和軟碰撞，還能夠有效減少施工中出現返工問題，也能夠降低錯誤發生率。對結構設計進行優化，促使施工圖紙得到進一步優化，同時進行技術交底。

3.2鋼結構的應用

當前，鋼結構逐漸成為一種大跨度建筑物的主要結構形式，鋼結構在建筑中的應用，經常會面臨結構連接和加強布置等多種問題。相關設計人員對鋼結構進行具體設計過程中，需對鋼柱的連接、梁和梁的鉸接、梁和梁的鋼接等多種形式進行研究。對BIM技術進行使用，可以使用參數共享的方式，對螺栓的數量和螺栓的間距等進行適當調整，相應設計人在具體實施過程中，僅可以對這些參數進行適當調節，便可以形成一種新型的連接件。

3.3結構設計的可視化

采用傳統方式對建筑結構進行具體設計過程中，相應設計人員基本上使用的是CAD軟件，該種軟件的優勢在于能夠對建筑結構做出科學構建。但是，當前BIM技術被廣泛應用在建筑結構設計當中，這項技術也逐漸代替了CAD技術，BIM技術的優勢在于，其可以通過三維形式，采用模型的方式將建筑結構展示出來。

3.4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。對BIM技術進行應用，能對這一問題進行有效解決，對結構模型進行設計，通過動態方式展示結構模型，相應設計人員可以結合這一結構適當增加配置等，實現信息共享。

3.5設計難點

BIM技術引用在建筑結構設計中，主要難點有：第一方面，人們在對BIM軟件進行具體應用過程中，需兼顧2D設計習慣，同時要求設計具有較高的連貫性。因此，人們對BIM技術進行具體應用過程中，其中呈現的參數要比2D繪制軟件中的參數復雜。第二方面，在BIM技術當中的3D視圖效果和2D效果圖之間存在較大的差別，部分技術人員對BIM技術不是十分了解，在參照3D效果圖的時候，不能充分發揮3D效果圖的優勢，導致建筑結構設計缺乏科學性。因此，存在很多技術人員不愿使用BIM技術，而繼續應用2D繪制方式。第三方面，BIM屬于一種完全數據化模型，從理論上講，該技術和數據庫之間的連接是雙向的。

4 BIM 技術在建筑結構設計中的具體應用

4.1 實現建筑結構設計的可視化

BIM 技術是基于三維模型技術而成的應用于現代建筑工程領域的新興技術，其可以利用三維模型技術來將真實的建筑構件展現給用戶，由于傳統建筑結構設計中都是以 CAD 軟件進行繪圖，該種方法很難將建筑結構的詳細信息展示給不同用戶，而 BIM 技術在建筑結構設計初期階段便通過建立建筑結構的三位實體模型，來幫助各層次用戶通過直觀的角度對建筑構件信息、功能布局有一個準確的認識與了解。

4.2 BIM 技術在建筑結構參數設計中的具體應用

建筑結構信息模型中會有一個包含所有設計信息的數據庫，所有建筑結構設計參數都是相關聯的，設計人員可以利用該數據庫中的數據信息來對建筑結構形體進行構建，而且在設計過程中會對不同的參數予以一些約束，從而確保 BIM 系統在建筑結構設計中可以及時更新數據庫。BIM 技術在建筑結構設計應用中最大的特點，是可以實現高質量、高安全性、高可靠性的設計信息輸出，對提高建筑結構設計的數字化發展有著重要意義。

4.3 BIM 技術在鋼結構建模中的具體應用

現階段鋼結構已成為一個大跨度建筑物的主要結構形式，其在建模中往往需要面臨結構鏈接和加強件布置等多個方面的難點，鋼結構在設計中需要涉及到梁柱連接、梁梁鉸接以及梁梁剛接等多種連接形式，所以在設計中往往需要根據梁的高度，來將各個連接件進行專項設計并要將其參數化。BIM 系統在應用中可以利用參數共享，來對螺栓的數量與間距來進行控制，設計人員只需要對參數進行調節便可以形成新的連接件，而在加強件、連接件設計中設計人員只需要畫出大樣，而在鋼結構施工中技術人員只需要對相應位置設計進行參考，便可以來確定加強件、連接件的準確位置，這對進一步提高鋼結構設計質量及施工效率有著重要作用。

5 結論

本文探討了BIM技術在建筑結構設計中的具體應用，分析了BIM技術應用于建筑結構設計中存在的問題，并介紹了BIM技術在建筑結構設計中的改進對策以及協同中的應用，有效提高了建筑結構設計的科學、合理性。

參考文獻：

[1]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）：34-34.

[2]董濟豪. 探析建筑結構設計中BIM技術的應用[J]. 江西建材， 2014， 14（16）：15-15.

[3]劉靖， 朱平. 探析建筑結構設計中BIM技術的應用[J]. 價值工程， 2017， 36（7）：162-163.

[4]潘平. BIM技術在建筑結構設計中的應用與研究[D]. 華中科技大學， 2013.