BIM技術在建筑結構設計中的應用

陳澤偉

摘? ? 要：在我國綜合國力不斷上升的前提下，群眾對于建筑物的標準要求也不斷增加，建筑結構的復雜和多樣對建筑結構設計提出了更高的要求，尤其在設計質量和工作量方面。二維模型的結構設計已經無法滿足現在建筑行業的要求，基于BIM技術結構設計的巨大優勢已經在多個工程實踐中得到驗證。

關鍵詞：BIM技術;建筑結構設計;應用

1? 引言

在建筑行業蓬勃發展的今天，模塊化、產業化等新型建筑形式不斷增多，充分展現出建筑行業的快速發展現狀，尤其是建筑的結構設計日漸有了更高的限定。對此，相應設計師應時刻更新自身的設計思維，并積極在建筑結構設計期間有機運用創新技術、嶄新方法等，從而更高效的提升建筑整體的綜合性能。由于BIM技術的運用，對工程建筑具有非常顯著的價值效用，因此強化BIM技術在建筑結構設計中的應用尤其必要。

2? BIM技術概述

BIM技術是一種工程數據模型，以三維數字技術為基礎集成了建筑工程項目的各種信息，因此，可以為建筑工程的設計和施工提供協調一致的信息，其中核心信息是建筑信息，具體內容包括參數化的圖元和參數化修改。與傳統技術相比，BIM技術可協調多個專業，將各專業的信息集成到一個平臺上，并能實現多專業之間的信息共享，具有可視化、模擬性和協同化的典型特征。

3? ?BIM技術的特點

（1）設計模型的可視化。傳統的基于CAD軟件的建筑結構設計是二維平面設計，設計成果只能通過平面來展示，很難體現出立體結構的效果。（2）設計信息集成化。根據BIM基礎模型，各個專業的設計可以將設計的參數如構建間的空間、尺寸、材料等信息輸入到模型當中，實現各個專業間的高度集成。（3）可傳遞性。BIM技術可以在設計的各個數據之間建立有效和統一的關聯，不需要設計人員去更新相關工作，若程序自動修改了某項數據或內容后，系統能夠自動將修改內容反饋到與之關聯的圖元中，提高工作效率的同時減少了設計錯誤率。

4? ?BIM技術在建筑結構設計中的應用

4.1? 前期設計

在前期設計階段需要結合建筑具體情況進行初步規劃，在應用BIM建模時需要明確好設計方案內容，包括施工過程、內容和技術等，并對這些參數進行仿真模擬對建筑結構最后效果進行預估，然后對不合理的地方進行改正。在初步完成設計后要利用BIM技術進行審核，修改不合理的設計點。同時對施工現場、各階段和成本進行綜合仿真模擬，保證工程能按期完成，在保證質量的同時也滿足了經濟性要求。由于本工程項目主體專業會影響原點文件的建立和整個項目的進展，所以必須落實主體專業的條件，并與結構專業相配合構建原點文件，并反饋到主體專業，最終再上傳到服務器中。

4.2? 創建全方位的項目樣板

針對既定性建筑結構施行全面化設計時全方位、完整化項目樣板的價值效用十分顯著，該項設計主要運用有限的標準化處理方法對各類型的族、線型、字體、符合以及表達方式進行優化。另外，BIM技術的最大化運用可有機創建一個完整的項目樣板，該方式從基礎“根源”處極大降低了工作的循環往復性。此外，還需特別關注設計的速度，最大化地加快速率，逐步創建出一套契合于我國真實國情的設計標準，從而更好地為大多數普通或有特別要求的設計用戶有效提供相對應的指導效用。

4.3? 建筑整體結構設計

BIM技術突破了傳統的建筑工程平面化設計方法，實現了建筑結構設計從二維圖紙到三維模型的轉變，并實現了傳統的分布設計到多專業聯合的協同設計，這對于建筑結構設計而言是巨大的進步。以最為常見的混凝土結構建筑整體結構設計為例，利用BIM技術中最常用的Revit軟件可以有效實現建筑整體結構三維模型的建立，并可以在軟件中輸入預制構件的各項參數，形成完整的構件庫，然后將這些構件組裝起來完成建筑的整體結構設計，不但提高了設計效率，而且提升了建筑整體設計的空間合理性。于此同時，通過Revit軟件的模型相關和模型匹配功能，可以建立兩個模型之間的相關和對應關系，從而進行計算，省去了結構建模步驟。此外，在建筑施工中存在大量安裝節點，如預制構件的連接、鋼筋的布置、鋼筋的連接形式等。這些內容是設計工作的重點，面對復雜的安裝節點，單純依靠二維圖紙很難進行有效表達，但三維模型能直觀地表達各個安裝節點信息，不再需要大量的多角度圖紙進行表述，降低了圖紙設計量，并能給施工人員更加直觀的指導，有利于提升施工效率和質量。

4.4? 在建筑設計各專業協同中的應用

BIM技術在建筑結構設計中的應用，不是單靠某一項專業來完成的，它需要通過對多種不同專業的協同來完成建筑結構設計。因此，在設計環節中，加強各個專業之間的數據、信息的交流、匯總以及處理工作的協同，是提高建筑結構設計工作效率和完整性的重要方式。在實際的建筑結構設計中，BIM技術在信息交流、共享方面的應用主要體現在兩個方面。一方面，是通過對中間數據問題的運用，向不同地方、不同設計軟件完成對建筑模型搭建所需的各種數據何種參數信息的共享。另一方面，是通過數據庫來完成把各項信息、資源在不同專業之間的共享傳輸，并融合了土建、裝飾等多種與建筑有關的其他領域的專業信息，利用統一的數據處理模型來對這些專業信息進行整合、分析處理，確保信息整合的規范性和統一性，保證各種信息能夠在不同專業、不同地點的系統中得到共享和利用效果最大化。

4.5? BIM模型

BIM模型是用于完成建設項目新的施工計劃規定和混凝土樓板施工工作。例如，一棟三層別墅的BIM模型，整個別墅采用混凝土結構，柱下采用獨立的機構，借助BIM技術，適合完成主體結構的模型和結構分析，還要協調不同專業之間的聯系。該別墅中的BIM模型采用固定的方法來表示，并以我們生產的參數工程和標簽族共同實現了水平法的全過程。在造型過程中，首先按照成型階段完成別墅主要、大梁、板材、柱子等所需的構件，通過參數和部落標志完成相應的生產，制定出施工計劃。設計師應在施工過程中完成相應的項目建設。結合自己的習慣，并在施工過程中配合地圖集的標準計劃，準備好相關文件，完成模型建設，通過創建共同的參數和標簽族，這些都是為了方便其他圖元素的一般信息參數的共同分享。一旦位置信息的一個變化，將改變信息，確保在BIM參數的一致性，一旦完成了BIM模型和群件文件，你可以從BIM計劃和相關的細節，為了確保所提交的圖紙的一致性，可以在計算機輔助設計時顯示圖紙。

4.6? BIM技術自動出圖的功能

在對工程建筑項目進行設計的過程中，圖紙的展現更為方便和直觀，能夠向人們動態式地展示建筑的不同結構，建筑圖紙主要分為三種類型，分別數平面圖紙、立體圖紙以及三維視圖等。傳統設計過程中，主要采用人工方式對建筑圖紙中不合理之處進行調整和完善，但是容易受到外在因素的干擾進而出現設計單位與施工單位數據信息不對稱的現象。BIM技術的有效應用能夠加強建筑設計模型與其相關數據信息之間的聯系，保障設計方案的變更或者調整不會對雙方的信息造成影響。

5? 結語

綜合來講，BIM技術會明顯提高建筑結構設計的效率和設計的質量，從長遠的角度來看，BIM技術符合建筑設計企業質量管理的目標，會逐漸被整個設計行業大規模地應用。

參考文獻：

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