建筑結構設計中BIM技術的應用探析

段耀美

（太原萬科房地產有限公司，山西 太原030000）

經濟發展的水平總是與人民的生活水平密切相連，因此代表著群眾生產生活質量的建筑行業也成為社會關注度極高的工程行業。為了更好地滿足社會經濟發展對于建筑行業的要求，許多全新的技術應運而生。在決定著建筑工程質量高低的建筑結構設計方面，新興的BIM技術無疑是其中最有競爭力的先進技術之一，而如何全面的運用這種技術則成為當下建筑領域的熱門話題。

1 BIM技術的概念及特點

1.1 BIM技術的概念

BIM技術即為Building Information Modeling的縮寫，最早是由美國傳入我國的。單從字面意義上理解，BIM技術主要與建筑信息模型相關，其功能除了借助先進的科技實現建筑結構由平面向立體的轉變之外，還包含著具體設計細節以及后期施工等多個方面的內容。

BIM技術可以通過將建筑結構數據輸入到相應軟件內的方法來構造建筑的虛擬三維模型，使人們對整個建筑結構產生更加清晰直觀的認識，以便于相關單位對建筑工程進行全面分析，例如調整預算、制定施工計劃、確保建筑方案安全可行等，從而達到對建筑工程提供實際幫助的目的。BIM技術可以幫助設計團隊縱覽全局，并且還能起到建筑工程數據庫的作用，因此這種技術在現代建筑結構設計中有著不可比擬的優勢地位。

1.2 BIM技術的特點

作為實現了建筑結構設計維度轉換的關鍵技術，BIM最顯著的特點無疑就是直觀與可視化。視覺開發一直是建筑設計行業的追求，隨著建筑領域一系列技術革新的進行，平面視圖已經不能最大限度的滿足行業施工具體需求，虛擬的3D立體模型才是當下視覺開發的最新趨勢。從模型本身的構建上來看，只要將設定好的參數數據輸入特定的軟件之中，就可以得到清晰的立體模型，而建筑構造設計從業者可以根據3D模型更直觀地感受到建筑的實際結構以及所處的空間地理環境，從而優化設計思路，提升建筑構造的綠色環保性及安全性，并及時對設計中可能存在的問題作出修改。

除了可視化的特點之外，BIM技術還具有信息的精確性及協同性。傳統的建筑構造設計往往需要從業者手動計算各類數據，若計算過程中收受到不穩定因素的影響，就極有可能導致計算失誤。套用專業的BIM技術軟件，可以讓電腦進行數據處理，從而大幅提升設計數據的精確性。除此之外，線上數據還可以構成全新的建筑設計數據平臺，使建筑結構設計者與項目承包方或有關單位建立聯系，幫助對方更加客觀的表達其建筑需求，以達到信息高效協作的目的。除建筑項目方之外，任何與建筑結構設計相關的人員都可以進行查看，并且結合自身的實際工作內容提出意見，便于不同部門的從業人員之間任務協調，將具體建筑施工過程心中的不穩定性降至最低，為后期項目的開展打下堅實有力的根基。

2 BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

2.1 在建筑結構性能剖析方面的應用

建筑結構設計是集各種要素為一身的整體，由于在設計中必須要滿足各部分要素協同合作的要求，建筑結構設計通常需要結合各種數據、綜合多方面因素來計劃切實可行的方案。建筑結構設計從業者為了優化設計方案經常會采取各種方法，而BIM信息技術可以減少人工測量計算等多重因素可能導致的誤差，使設計方案的有效性得到保障。建筑構造設計從業者所需要做的僅僅是將數據和實際需求輸入到特定的建筑構造設計軟件中，就可以獲得軟件對于建筑結構性能的整合性分析，從而快速調整與修改相應的設計方案，提高其科學性與合理性。

以管線復雜的建筑構造為例，在地下建筑工程中充分運用BIM可以對其構造進行充分細致的規劃，避免管線混亂等問題，從而達到降低建筑材料成本和節約資源的目的。

2.2 在建筑結構環境剖析方面的應用

在進行建筑結構設計之前，首先要做的就是對建筑所處的地理環境有一個全方位的認知。地理環境不僅限于建筑的地理位置，還包括地形地貌、氣候環境等，合格的建筑設計還應當考慮當地的人文社會等條件，從而做出有關建筑構造、外觀等方面的具體分析。

對于傳統的建筑構造設計而言，各種資料的搜索通常需要耗費大量的時間和精力，而時至今日需要考量的因素越來越多，甚至連建筑周遭的聲音要素也成為需要考慮的條件之一。BIM信息技術的運用恰到好處地體現了新時代科技的優越性，只要將其應用在建筑結構設計中，便可以在軟件內獲取網絡中的地理信息與其他環境信息，將其結合在一起并加以分析，充分模擬出周邊環境，以此確定建筑模型以及周邊條件、施工方案等，從而優化建筑設計的效果，極大地提高了建筑物本身質量。

2.3 在建筑施工及后期工作的應用

BIM信息技術的概念自從傳入我國之后，建筑行業種各類分支行業的理念都或多或少的受到了影響。就建筑施工而言，遵循模型的科學引導已經成為現在最新的施工理念，整個建筑工程從開始的籌劃階段到后續的施工階段都需要用到信息集成的力量。通過建立線上數據庫，對所有數據進行整合分析，BIM技術可以在生產運營、維修等各個方面都提供相應的協助，甚至起到統攬全局的指引作用。

BIM信息技術與施工相結合，可以成功的將此前建筑工程中的經驗教訓提取出來，便于從業人員總結歸納，使多方可以共同架構工作平臺并交流建設經驗，最終實現建筑設計、施工乃至后期的流暢協作模式。通過BIM技術，建筑設計團隊還在可以在設計初期就將消防系統、電線等進行合理的空間排布，避免出現圖紙與實踐脫節的情況，幫助施工團隊更好更快地開展建設工作。

3 BIM技術在實際運用方面的問題及解決方案

3.1 重視力度有待增進

盡管BIM技術已經證明了其自身在建筑結構設計領域的優越性，但仍有大量項目工程出于各種原因未采用BIM技術，從而導致產生項目效率低下、建筑結構較為松散等問題，而安全性和穩定性更是無從談起。BIM在這些項目中的運用缺失很大程度上是因為在經濟發展相對緩慢的地區，科學技術以及新事物的普及也較為滯后，因此了解并熟知BIM的專業人士并不多。當地的建筑行業在開展相關工作時，仍會采取以經驗帶動實踐的傳統設計方式，缺乏先進技術的幫助，必然導致其建筑工程效率降低，建筑構造設計中長久以來存在的詬病也無法得到有效解決。

從政府角度和行業領導者的角度而言，必須要大力推廣宣傳，爭取讓新技術深入人心，特別是讓經濟發展滯后地區的從業者對于BIM技術的作用有所了解，激勵其主動在建筑結構設計中采用BIM信息技術。只有從業者對相關技術的有點有了清楚的認識，才能積極地將其應用到工程設計的每個具體細節之中。

3.2 相關方案不夠完備

想要推行BIM技術，擴大其在建筑結構設計領域的應用范圍，就必須落實實行BIM技術的相關方案。盡管最近幾年我國相關部門出臺了許多有關建筑工程設計的規范，但是其中并沒有直接關于BIM技術推廣革新的內容，因此從業者必須從自身角度出發，根據自身情況制定BIM技術的實行策略。

在應用BIM的過程中，從業者首先要有一個完整且符合國家法規政策的大體規定，盡量將部門標準以及行業內的各項規定作為基準，制定大致的應用推廣方案。其次，從業者還需要根據具體工程項目的細節問題來對建筑結構設計方案進行推理與完善，從而實事求是地滿足建筑工程的具體要求。

沒有具體方案的指導，BIM技術的應用將會是一盤散沙，既沒有確定的標準也沒有具體的目標，因此相關方案的完善必然是BIM技術應用中的一個重要環節。

3.3 建筑構造設計從業者素質急需提升

建筑結構設計在整個建筑工程中居于重要地位，直接關乎著后續工作能否達到安全性、穩定性的質量標準，因此從業者的素質十分關鍵。如果員工自身的受教育水平過低，或者學習新鮮事物的能力不足，那么便無法領會BIM技術的要義，而這項技術也無法在建筑結構設計中發揮真正的實力。作為企業而言，首先在招聘環節就要廣納賢才，盡可能聘用熟悉BIM技術的建筑結構設計人才，這樣不僅可以縮短培訓時間，更快地將專業人才投入到實際作業之中，還可以利用先進人才的優勢帶動其他工作人員，達到先進帶動后進的目的。

如果對BIM技術相關人才的招聘不能達到令企業滿意的水平，那么企業應當自行組織BIM技術的培訓與教育，為企業內部的建筑結構設計人才進行鍍金，這樣做的優點是企業內的從業人員都得相同的適應本企業發展特點的技術訓練，對于企業的后續發展更為有利。

4 結語

在建筑結構設計領域中，BIM技術已經成為一項重要應用技術，企業不僅可以通過BIM對建筑結構、建筑環境進行科學系統的分析，還可以將其應用在鋼結構建模、施工指導等方面，從而提升對整個建筑工程的系統認知。在未來的建筑領域，BIM技術必然是提高生產效率的重要工具，只有掌握了新技術的企業才可以實現節約成本和長久發展的目的。