BIM技術在建筑工程結構設計中的應用研究

裴麗娜

摘要：近年來人們生活水平的提高，對建筑施工質量的要求也在提高。建筑物的建設質量是非常重要的，將會直接影響到建筑物的使用壽命和人們的生命安全。要想提高建筑物的建設質量就必須要做好設計環節方面的工作，提高結構設計的質量。因此，必須要充分利用現代化科學技術，來優化設計環節方面的工作。BIM技術在我國建筑結構設計當中占據著重要地位，尤其是在動態控制、模型建造以及綠色可持續設計環節，工作人員在結構設計環節當中要充分利用和挖掘BIM技術的功能，來提高設計活動的準確性和安全性。且可以通過三維建模和可視化技術當中發現設計方案存在的不足，讓設計方案更加精細，更加完整。本文就BIM技術在建筑工程結構設計中的應用展開探討。

關鍵詞：BIM技術;建筑工程結構設計;應用

引言

近年來，建筑行業可謂如日中天，不但消費人群成倍增長，各種新型的工程管理技術、設備、理念也不斷涌現，這些都是當前建筑業發展的重要元素。BIM技術在科學技術發展前期就已經出現并在西方國家廣泛應用，很大程度上帶動了西方經濟的發展。我國應用BIM技術相對較晚，但是其所帶來的影響非常明顯，加之我國目前的生態環境狀況及可持續發展戰略的提出，BIM技術在建筑工程結構設計中推廣與應用是非常有必要的。

1BIM技術的概念分析

BIM是建筑信息模型的簡稱，是以現代化信息技術為基礎發展起來的軟件工具，在建筑設計活動當中通過自身可視化、協調性、模擬性以及可出圖性的功能，對建筑信息資源進行收集和處理，以計算機作為載體將設計圖紙轉變為三維模型，并進行參數設計。以此，來檢設計圖紙的可實施性，檢驗設計圖紙當中是否存在漏洞，進行實時的數據調整，從而避免重復施工、反復施工的問題，指導后期建設工程有序的開展，達到降低成本的目的。

2BIM技術特點

2.1協調性

在傳統的建筑施工過程中，往往采用的是圖紙或文件交流的方式，這樣的交流方式只是個人之間或一小部分人之間的交流，并不能實現資源及數據共享，很容易由于信息隔層情況導致建筑工程設計存在的問題延期解決或不被解決的狀況。BIM技術的出現能有效解決這一問題。首先，BIM技術能夠通過計算機的數據終端在各部門之間創建數據庫及相關法規數據，一方面實現了部門之間的數據共享，增加了溝通交流的機會;另一方面，法規數據的建立有利于部門之間工作原則的建立，BIM技術在建筑工程管理中的價值也更加突出。

2.2可視化

傳統二維設計中，利用線條將不同構件繪制在圖紙上，需要建筑施工人員通過主觀聯想設計現實的構造樣式。而利用BIM技術的可視化，能把傳統的線條式構件進行三維處理，實現三維直觀化，無須人工再行處置。

2.3模擬性

BIM技術以現實為基礎構建相應模型，應用過程中可以通過技術措施對建筑結構設計情況進行直觀的觀察、分析。設計人員通過模擬實驗對建筑施工期間可能出現的問題進行模擬，找出最為合理的解決措施。

3BIM技術在建筑工程結構設計中的應用分析

3.1控制設計動態

建筑工程活動是一個復雜且長期的過程，是需要嚴格的施工計劃進行施工指導的，而不科學、不全面的設計施工方案將會直接影響到工程建設的周期和質量，直接給企業帶來嚴重的經濟損失和社會負面影響。通過BIM技術可以對施工進度進行跟進，達到實時監控的目的，從而建立起一個完整的建筑參數數據庫。且每個參數數據都具有著各種各樣的聯系，這樣當建筑活動當中某一個參數數據發生變化，就可以看到后期建筑參數的變化情況，則可以更好的指導后期實踐活動的開展，提高結構設計的科學性，保證工程可以按時、按質、按量的完成。

3.2鋼建結構模型中的應用

鋼建結構是多數建筑結構設計中需要使用的基礎結構，在實際設計過程中該部分設計難度較大。設計人員需要考慮各零散鋼建之間的連接，還要考慮這些零散鋼建的使用參數并根據設計需求制訂連接方案，充分發揮鋼建連接的最大作用。鋼建連接成功后，還要實地考察連接效果并運行各參數，是一項難度系數較高的工程。BIM技術在鋼建結構模型中的應用不需要如此復雜的連接過程，系統會自動對鋼建參數及鋼建間距進行調整。上海白玉蘭廣場為BIM技術在鋼建結構模型中應用的典型建筑，與同類建筑工程相比上海白玉蘭廣場鋼材的使用量較少，且建造過程中的裝備利用率較高。

3.3對建筑空間進行規劃

建筑空間規劃在結構設計過程中需要及時進行關注，這也是建筑結構設計的初始環節。在建設區域確定后，設計人員要對該區域進行空間規劃，若該區域的地形狀況較為復雜，需要開展較為深入的空間規劃分析。借助BIM技術對建設區域進行空間規劃，分析建筑區域的坡向、坡高、斜率等參數，針對復雜地形建筑空間，提供有效的設計技術支持，進而開闊設計人員思路。通過GIS技術進行坡度分析，建立相關BIM模型，對各類參數進行模擬，設計人員通過模型對施工區域進行全方位、多角度的研究，獲取大量基礎性數據，為后續正式的建筑結構設計、空間規劃工作提供詳實資料。在建設區域地形分析工作完成后，設計人員即可開展空間規劃工作。另外，通過BIM技術還可以在建筑內部進行視野分析、可視度分析，類似于坡度分析，設計人員建立相應模型實現對各項功能的分析、調試，綜合多種因素，最終確定三維空間規劃實際情況。

3.4建筑結構性能分析

建筑結構是建筑項目的核心部分，進行建筑結構設計不僅要選取具體的結構件進行組合，同時還要研究建筑項目建成后的應力表現，判斷其在豎直、水平及振動載荷條件下是否具有較高的水準。建筑結構性能是否科學、合理，直接關系建筑項目是否堅固、穩定，是否可以長期安全地使用。因此，為保障建筑項目的施工質量，在建筑結構的設計階段就要做好相關性能分析工作。在傳統的建筑結構設計模式下，有時消耗了大量的人、財、物力，但得出的成果卻沒有足夠的價值。為避免這種情況的發生，在建筑結構性能分析中要注意合理、科學地應用BIM技術，把建筑項目模型的全部數據導入到分析軟件中，通過自動化分析得出精準的數據信息，指出建筑設計存在的不足，并提出相應的修改建議，使設計人員可以根據建筑項目實際與改正意見修改設計方案，進一步提升建筑項目的結構性能。從這個角度來看，將BIM技術應用到建筑結構的性能分析中，可以根據建筑結構的使用需要，明確建筑結構應具有的性能，并提出優化意見，這對于提升建筑項目的整體使用價值是大有裨益的。

結語

綜上所述，我國城市建筑活動越來越復雜，尤其是近年來建筑類型逐漸朝向高層建筑的方向發展，更是增加了建筑安全事故發生的頻率，在這種情況之下設計工作者更應該利用好BIM技術，做好建筑結構的設計工作，提升設計信息之間的共享率，提高團隊合作的效率，增加設計方案的科學性以及可實施性，落實建筑物領域中的綠色可持續發展理念。

參考文獻

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