BIM 技術在建筑結構設計中的應用與研究

王瑩

在建筑工程當中，大多數的建筑企業會運用BIM 技術進行建模，它能夠為建筑結構設計提供高效的幫助，這主要是由于BIM 技術有著強大的建模功能。BIM 技術能夠提高建筑結構設計的效率以及可靠性，進一步推動建筑工程發展。同時，設計師在使用BIM 技術的過程當中，也需要對BIM 技術進行了解。需要不斷地探討在設計的過程中如何更好地運用BIM 技術，充分發揮BIM 技術的優勢。本文進一步探討BIM 技術在建筑結構設計中的應用，以便企業在使用的過程當中提高使用效率，保證使用質量。

1.BIM 技術基本特征

1.1 BIM 技術具有協同設計性

當前建筑設計領域逐步向協同方向發展，這也是建筑設計的重要方向，同時也是建筑設計發展的必然趨勢。協同設計是借助一個公共的平臺，使得各個設計人員能夠在該平臺上進行交流，使得交流更加協調有序，避免在溝通過程當中出現溝通不暢，交流不及時等問題。同時在溝通交流的過程當中對于設計所出現的問題及時地進行修改，從而逐步提高設計效率。一個小組的工作成員可以借助協同平臺進行交流，同時協同平臺還可根據實際設計需求的要求迅速響應，并且快速地更改，從而使得設計效率不斷提高。系統平臺還可對相關設計進行自動檢測，對于所出現的問題進行及時反應，它能夠有效地提高設計質量[1]。

1.2 BIM 技術具有工作的傳遞性

BIM技術可以對相關數據進行收集，并將相關數據聯系起來，形成一個大的數據庫，它能夠有效地提高建筑行業的工作效率。建筑工程在設計的過程當中，并不是一次設計就可以完成的，它需要對其進行反復修改，而BIM 技術能夠對相關修改內容進行記錄，將修改的數據自動反饋到模型構建中去。修改的過程當中并不需要設計師自行更改鏈接或修改圖紙，BIM 技術將對其進行自動修改。其次，它還能進行施工模擬，提前分析各種要素，為施工提供便利。設計人員可依據施工模擬，對于在施工過程中可能出現的問題提前進行預測，極大地提高了設計的效率。

1.3 BIM 技術具有信息集成性

信息集成性是強調將相關信息進行收集，實現信息共享，信息共享能夠有效地提高建筑設計的效率，保證近視設計的順利進行。在BIM 技術中，信息集成主要是用于設計過程當中，它能夠將相關設計信息與設計過程進行有效結合。在設計建模的過程當中，建筑信息模型是唯一的信息模型，各個部門的設計信息都需要在這個信息模型當中完成，因此可以看到BIM 技術有著強大的信息集成功能，它能夠將所有信息進行集合，用信息集成的方式，使得各設計人員能夠在同一個平臺內對所涉及的信息進行使用分析、處理，能夠有效地實現信息共享，提高信息的使用效率。

1.4 BIM 技術與協同性關系

協同是BIM 的核心概念，同一構件元素，只需輸入一次，各工種共享元素數據并于不同的專業角度操作該構件元素。從這個意義上說，協同已經不再是簡單的文件參照。可以說BIM 技術將為未來協同設計提供底層支撐，大幅提升協同設計的技術含量。BIM 帶來的不僅是技術，也將是新的工作流程及新的行業慣例。

2.建筑結構設計中BIM 技術的具體應用

2.1 可視化技術應用

在建筑結構設計師通常會采用BIM技術進行設計，BIM 技術有著較強的應用優勢，BIM 技術可制作三維模型，它改變了傳統二維模型，能夠更加直觀生動地展示建筑設計的結構。BIM 技術三維模型的設計主要是利用CAD 繪圖技術，將其應用在建筑圖紙繪制的過程當中，CAD 可將建筑結構當中所涉及的相關內容進行展示，同時也可以建設相應的三維模型，能夠使工作人員在使用的過程當中快速了解建筑項目布局情況。然而傳統技術在構建三維模型的過程當中存在著較大的難度，尤其是在構建一些較為復雜的建筑工程項目時構建效率較低，在構建的過程當中出現各種各樣的問題，與BIM 技術之間存在著較大的差異。BIM 技術能夠快速地追蹤在設計過程當中所出現的各種問題，同時對于設計過程當中的問題進行合理的處理，并采取有效措施進行及時補救。同時，它也能夠隨時地了解到設計進度，使得工作人員能夠為下一步工作做好充足的準備。尤其在涉及大型建筑工程時，借助BIM技術可視化特點，可對建筑工程結構進行動態化觀察，也可對其進行展示，從根本上來了解建筑結構，不斷地完善相關結構設計計劃，提高設計質量。

2.2 BIM 技術在場地分析中的應用

BIM技術在建筑結構設計過程當中，對于加強場地分析工作就有著十分重要的意義。一項建筑工程在施工之前，首先需要對場地進行合理的分析，分析工作是保證建筑結構，設計合理性以及科學性的重要基礎，依據場地現場實際情況進行設計，能夠提高設計質量。傳統分析工作中存在著較多的問題，容易出現數據錯誤，出現各種各樣的漏洞，再加上分析人員在對其進行分析的過程當中會受較多主觀因素的影響，會使得分析結果存在著一定的不準確性，這種分析結果會讓建筑結構在設計的過程當中出現各種各樣的問題。而在當前的設計過程當中，可采用BIM 技術對施工現場進行分析，進一步提高分析的準確性以及完整性，使得分析結果能夠更好地滿足建筑工程結構設計需要。BIM 技術在場地分析的過程當中還應與地理信息系統相結合，通過對施工場地數據的實時收集來建造相應的技術模型，使得設計結構更加具有合理性以及科學性，提高設計質量以及設計效率。

2.3 BIM 技術在工程建設模型中的應用

隨著我國建筑行業的發展，建筑工程項目規模不斷增大，在施工的過程中所涉及的內容也較多，尤其是在設計環節需要考慮較多的設計因素才能夠更好地建造建筑模型。工程建模的整個過程難度是非常大的，復雜程度也比較高。鋼結構是大跨度的建筑結構形式，對鋼結構建筑工程來講，不僅需要落實結構的連接工作，還需要確保構建布置的科學性以及合理性。鋼結構設計過程當中，要尤其重視梁柱連接工作，需要對梁柱連接工作進行有效地落實，同時還需要確認量與量之間連接質量，若質量不高將會嚴重影響建筑工程施工，同時也會造成人員傷亡，這些都會阻礙建筑工程的順利進行。鋼結構連接設計過程當中，還需要確保各個連接架的完善性，合理安排螺栓數量之間的安置距離，同時還需要合理計算，以確保科學性以及合理性，要與相關位置進行結合，不斷地提高施工的整體效率，保證施工的順利進行。其次，在設計的過程中，設計人員可根據施工現場情況及時地調整和控制螺栓的數量以及螺栓之間的距離，實現實時鋼結構設計。在施工的過程當中，可借助BIM 技術來構建三維模型，它能夠有效地對鋼結構中的梁柱以及各個部件之間的連接的實際情況進行展示，相關設計人員也能夠通過三維的效果來觀看工程結構，使得整個建筑工程建模更具有準確性。

2.4 BIM 技術參數在設計中的應用

在建筑設計的過程當中會涉及較多的數據，而且需要建立相關資源模型，這些模型的建立是與數據庫有著直接性的關系，相關數據需要運用到實際設計過程當中，它與設計參數具有較強的聯系。建筑設計人員在設計之前需要對相關數據進行收集整理歸納，在開展設計的過程當中必須根據相關數據來開展設計，同時需要建立資源化模型，明確相關設計參數，只有這樣才能夠逐步提高設計質量，保證設計要求。設計師還需要采用參數約束的措施來提高BIM 技術的應用效率以及維護效率。只有這樣才能夠從根本上保證輸出數據的準確性，保證參數設計工作能夠正常穩定地開展，不斷地提高設計質量。

2.5 BIM 技術預制構件的預拼裝

在建筑設計階段以Revit 軟件為核心平臺實現建筑性能設計模擬，機電管線碰撞，室內空間優化，三維可視化空間漫游等多項BIM 應用，極大地提高了建筑設計的前瞻性、精準性以及設計的精細化程度。在項目預制裝配結構構件深化設計中，采用Cartier 軟件平臺實現了預制梁柱節點的精細化設計、節點碰撞、安裝模擬等功能，確保項目設計與實際現場施工100%準確，無任何施工碰撞和返工。項目施工階段，施工單位應用魯班軟件實現施工進度的可視化模擬，提高了施工效率，節省施工時間。

3.結語

隨著時代發展，科學技術也在不斷進步，傳統的建筑設計已經無法滿足當下發展需求，因此引入了BIM 技術。BIM 技術，使建筑結構設計從傳統的2D建模轉變成了3D 建模，是符合時代發展趨勢的技術，能滿足當下發展需求。BIM 技術的運用改變了傳統建筑設計結構設計模型，開始逐漸向三維結構設計時代轉變，同時這也是時代發展的必然要求。BIM 技術能夠對相關數據進行收集整理，使得設計師在設計的過程當中，能夠使各個設計環節更加協調，減少設計誤差，很大程度上提高了建筑設計結構的質量，同時也能夠保證時效性。在目前BIM 技術被廣泛運用于建筑結構設計當中，它極大地提高了建筑設計水平，推動了建筑行業發展，我國BIM 技術的發展還需進一步完善，其具有較大的發展潛力。