建筑結構設計中BIM技術的應用

王 琨 吉安市建筑設計規劃研究院

1 前言

近年來，我國建筑工程實現了全面發展，而BIM技術的出現，也進一步推進了建筑工程朝著新時代領域邁進。在建筑結構設計中，BIM技術可以展現出良好的應用優勢，通過BIM技術能夠直觀地了解整體建筑結構，同時及時發現圖紙設計環節存在的問題，避免由于施工錯誤對整個工程產生的影響。

2 BIM技術概述

2.1 BIM技術概念

基于新時代科技水平的不斷提升，對我國現代建筑提出了全新的要求，然而現階段的建筑大都為復雜的綜合結構，在建筑整個環節涉及眾多領域內容，而且現代建筑工程規模龐大，項目都是多方參與，導致現代建筑工程十分復雜。

BIM技術是基于現代技術誕生的新型技術手段，作為建筑信息模型技術形式，BIM在整個建筑領域發揮著重要作用。利用BIM技術可以依托計算機技術和信息技術來呈現出立體建筑模型，BIM結合建筑工程的多種學科，呈現出整個建筑項目信息，將施工技術和流程以數字模型的方式呈現出來，有利于建筑工程管理與設計。另外，BIM技術在建筑結構設計中的應用，還能夠起到圖紙檢查的工作，能夠準確地驗證建筑結構中存在的問題，并針對實時數據進行修正，確保建筑工程施工的準確性，避免重復返工，從而保障建筑工程的順利開展，降低施工成本。

2.2 BIM技術發展現狀

對于我國當前的建筑領域來說，BIM技術已經得到了廣泛應用，大部分建筑企業意識到了BIM技術的應用價值。但是在實際的應用實踐中依然存在許多問題，比如企業并沒有統一的模型數據，導致BIM技術應用時存在模型浪費的現象。另外，許多建筑企業為了追求更高的效果，并未形成統一的模型標準。

在我國現代建筑領域中，BIM技術可應用的范圍仍然不夠廣泛，技術人員在應用BIM技術進行結構建模設計時，也無法深入地理解BIM技術的作用。作為一項全新的建筑設計理念，如果沒有統一的模型建設標準，在建筑結構設計中就會存在數據不明確的現象，從而引發結構設計不精確，實際施工出現返工的現象，因此不但耽誤工期，同時也浪費成本，不利于建筑企業的長遠發展。

2.3 BIM技術特點以及在建筑結構設計中的應用優勢

隨著現代BIM技術的不斷完善，其可以展現出良好的協調性、可視化、模擬線以及優越性等特點，并在應用中能夠根據相應的技術措施了解建筑結構的設計情況，同時根據模擬試驗結構，了解建筑施工中可能發展的狀況，并及時采取有效的解決措施，避免施工事故的發生。另外，BIM技術還能夠實現數據資源的優化，可以確保建筑結構具備足夠的安全科穩定。當前建筑結構設計師還會設計許多領域內容，因此設計人員并不能全部掌握，但是通過BIM技術就能夠準確地把控所有領域的內容，從而提高就建筑的安全性。

（1）圖紙修改功能。在建筑結構設計中運用BIM技術，可以將所有設計信息都呈現在建筑模型上，并利用這種方式進行建筑結構的圖紙設計，當后期施工需要對圖紙進行修改時，設計人員只需要通過對BIM模型中的某項信息進行修改，就可以對整個結構設計進行全面調整，相關數據兒也會實現自主修正，全面降低了人工修改圖紙的復雜度和工作量，同時也降低圖紙修改 引發的錯誤。利用BIM技術除了能夠實現數據信息的自動修正功能，還可以實現圖紙內容的自動修改，減輕設計人員的工作量，從而將更多精力放在細節把控上。

（2）數據信息化功能。對于BIM技術來說，作為一種現代化信息技術手段，信息是BIM技術核心。相比于以往的建筑結構設計來說，采用BIM技術能夠實現信息的可攜帶性。為此，可以將BIM技術模型看作結構設計數據庫，在實際設計中，通過BIM技術進行數據查詢，實現數據信息的最佳匹配。在建筑工程結構設計中，如果需要調取任何數據信息，都可以從BIM技術模型中快速獲取，提高了數據信息的利用效率，同時也發揮出了信息關聯的有效性。在BIM技術的支持下，建筑結構設計可以有效地避免認為數據輸入引發的誤差，提高建筑結構設計的精確度。

（3）一體化功能。在建筑結構設計中運用BIM技術不但能夠直觀地呈現出建筑整體模型，還能夠利用信息技術手段，將項目中各類信息的內容以及屬性更好地呈現出來，有利于施工人員的合理掌控。在BIM技術支持下，可以對建筑結構設計中的各類信息進行綜合匯總，不但能夠對建筑結構的安全性能進行分析，同時也可以從建筑的舒適度以及能源角度做出綜合評價，以此來設計出完美的建筑結構。另外，BIM技術還可以發揮出CAD設計能力，構建標準的結構設計圖，實現計算和渲染一體化功能。

3 BIM技術在建筑結構設計中實現的作用

3.1 建筑結構智能化設計

在現代建筑工程管理工作中，建筑結構的設計是一項至關重要的環節，直接關系著整個建筑工程的施工進度和最終呈現的建筑效果。然而將BIM技術應用在建筑結構設計中能夠通過3D模型軟件，將整個建筑工程復雜的圖紙轉換成直觀地立體模型，同時還可以根據實際建筑需求，對比某兩個建筑環節的數據，從而達到優化建筑效果。倘若建筑結構設計中存在不合理問題，能夠通過BIM技術直觀地展現出來，也能夠實現數據的智能化修訂，降低人工計算的復雜工作量，也有效避免計算失誤的現象發生。

3.2 建筑工程結構設計協調性

對于當前建筑工程項目而言，施工環節對整個建筑的交流以往都是通過圖紙進行數據互通，但是這種交流模式僅能夠提供部分人直接的交流，很難實現數據互通，造成數據信息存在一定的局限性，不但會使建筑結構設計存在延期現象，甚至也會引發施工錯誤問題。而在建筑結構設計中采用BIM技術能夠有效擺脫注意弊端，通過BIM技術能夠結合計算機數據終端構建良好的建筑工程數據庫，通過數據庫共享工程信息，各部門能都能夠實現信息的快速查詢，同時也增加了各部門的聯通效果，有助于各部門之間的協調作業，提高建筑結構設計的協調性。

3.3 建筑結構設計可視化

BIM技術是現代科技的集合產物，其在現代建筑領域中占據重要地位同時在應用中也展現出良好的應用價值。利用BIM技術實現程式化建筑結構設計，能夠實現整體結構的三維立體建模效果，更加直觀地呈現出整體建筑結構，通過建筑結構設計模型可以傳遞各類建筑信息。以往的建筑結構設計往往是采用CAD進行圖紙繪制，然而這種方式的結構設計很難直觀地將建筑信息體現出來，從而影響人們獲取建筑信息的效率。通過模型結構呈現出豐富的建筑結構信息，讓人們能夠直觀地了解建筑布局和基本數據信息。

4 建筑結構中BIM技術的實際應用

4.1 BIM技術在建筑結構性能分析中的應用

對于我國現代建筑結構設計來說，性能分析是一個重要環節，通過BIM技術能夠利用特殊結構元件提高建筑屏幕設計要求，保障建筑結構性能的可靠性，還需要實現隱式設計功能。在現代建筑結構的性能分析環節中，通過BIM技術能夠對整個建筑結構進行轉化，并分析數字模型來呈現性能結果，比如在建筑地下室的結構性能分析中，不但要考慮管線分布因素，也要考慮建筑材料的應用效果。所以，通過BIM技術的應用能夠直接了解相關設計參數，同時對地下室的實際環境進行模擬分析，更好地看出地下室的性能，從而提高結構設計質量。

圖1 BIM的建筑結構性能分析

4.2 BIM技術在參數設計中的應用

通過現代BIM技術的實現，建筑工程的結構設計能夠更好地呈現多個參數纖細，同時每一個參數之間都存在緊密地聯系，只有實現自動關聯與修正，才能更好地掌握建筑結構的合理性。利用BIM技術能夠對建筑結構進行數據庫構建，同時對相應的參數進行修訂，保障建筑結構的合理性，而BIM技術在參數設計中還能夠實現高效的錄入功能，提高參數信息的精準度，從而提高建筑工程結構設計的可靠性，滿足后續施工需求。

4.3 BIM技術在構件設計中的應用

對于現代建筑結構的構件設計中，對設計人員提出了更高的要求。以現澆筑混凝土結構設計為例，在建筑構件結構設計環節必須要求相關人員全面了解建筑地下區域的管線分布，掌握建筑功能需求，同時對建筑結構進行科學分析，預制裝配式結構的設計也要求設計人員全面考慮各構件的連接與節點。為此，通過BIM技術的應用，能夠實現圖紙的立體化模型呈現，從而對建筑結構進行合理優化，實現良好的設計效果。

圖2 BIM技術的建筑構件設計

5 結束語

綜上所述，基于現代建筑領域的全面發展，BIM技術的實現在其中表現出良好的應用優勢，尤其是在建筑結構設計中，利用BIM技術可以清晰呈現建筑結構參數信息，掌握建筑結構存在的問題，從而對建筑結構進行優化設計，提高我國建筑施工水平。