淺析建筑結構設計中BIM技術的運用

呂平

摘要：建筑行業中，出現各種結構新穎、造型特別的建筑物設計，構成精妙或者復雜，規劃設計過程停車比較困難。常規的建筑主體結構規劃設計模式不再適合于當前的建筑主體結構的技術要求。本文針對 BIM技術在建筑結構設計過程中進行分析，將 BIM 技術的優勢以及規劃設計過程中出現的問題作為研究的重點，歸納和分析 BIM 技術在建筑結構設計過程中的使用。

關鍵詞：BIM 技術;建筑設計;工程結構

1.BIM技術簡述

BIM（Building Information Modeling）技術指的是一類使用在建筑工程設計、施工建造及工程管理的數字化解決方案，經過對于建筑物的數字化及參數化模型整理，在工程項目規劃、運作及維護的整個生命周期進程中進行數據信息互通及傳輸，使相關建筑工程設計人員掌握各類工程數據信息，為相關設計團隊及建設、施工作業企業在內的各個建筑工程參加主體帶來共同工作的平臺，在提升施工作業效率、降低造價及壓縮施工周期層面起到了關鍵作用。

2.BIM技術的主要應用特點

2.1 信息化特征

BIM 信息技術模型是現代數字信息處理技術的重要代表，集成了多種現代數字信息處理技術的強大處理功能，可以對各類海量信息數據以及信息資源進行數據分類整理儲存和數據分析采集管理，建構一套科學的數據信息管理模型。建筑工程信息數據模型為后期保證項目正常建設運行奠定了堅實基礎，設計管理人員根據需要對所有建筑信息模型數據進行設計優化，確保各項建筑參數的計算準確性。BIM 技術構建了一個信息管理平臺，設計工作人員用戶可以隨時登錄這個信息管理平臺，對整個建筑物的結構信息進行不斷設計優化，實現了與建筑設計的信息一體化。信息基礎建筑學模型以建筑數據庫模型為信息基礎，記載了有關建筑主體結構模型信息、施工過程材料模型信息、建筑主體構件模型信息等。設計管理人員同時可以通過設計查詢檢索功能快速查詢檢索設計數據，加快了對建筑主體結構設計的處理速度。

2.2 協同性特征

BIM 技術具有突出的實用價值，其為具體設計施工人員、業主和具體施工方之間提供了一個互動連接溝通的信息平臺，主體單位可以通過自動登錄施工平臺系統來實時傳達施工主體信息需求，實現施工單位之間的主體信息溝通連接。設計工作人員在業主完成設計工作后，需要將施工模型設計信息及時發送給全體業主，在獲得業主最終認可的技術前提下負責指導業主施工方面的工作。BIM 技術分析可以對各種建筑主體結構內部要素、建筑主體構件外部要素等關系進行綜合檢測，分析構件之間的關系影響外部要素，并據此提出各種削弱外部要素影響的解決策略。通過運用 BIM 技術，建筑設計服務質量將明顯提升，建筑工程監理項目設計可以充分滿足公眾多方面和主體的不同需要。

2.3 高效性特征

建筑設計工作過程中互聯會產生大量地理數據，如何對大量數據處理進行實時分類管理，成為建筑設計者非常關注的一個重點技術問題，BIM 技術直接解決了設計人員的種種困擾，可以將大量數據隨時儲存存放到適當地理位置。當建筑工程結構設計系統中的相關數據模型發生設計變更時，BIM 設計系統將根據設計變化后的數據自動調整新的建筑工程設計模型，對所有相關設計信息數據進行快速準確修改。BIM 技術可以準確實現各種模擬建筑施工的主要目標，對模擬建筑施工場景信息進行模擬還原。在BIM 技術的作用下，建筑物的結構設計將更加高效。

3.BIM技術的重要作用

BIM 技術率先突破了目前傳統的二維設計制圖操作方式，開放性的技術模擬了三維可視化后的信息處理模型，為現代建筑工程結構設計的不斷發展應用取得了長足的技術進步，極大地發展優化了現代建筑中的結構設計各個環節，對工程項目的一個整體設計實施過程起到了重要推進劑的作用。BIM 技術在現代建筑物的結構設計中一直有著重要的主導作用。

3.1 規避施工隱患提高工程質量

工程質量直接影響著整個工程項目乃至整個建筑行業。在實施建筑工程項目的施工實際操作管理過程中，施工人員因專業技能知識水平參差不齊，容易存在滋生施工違規組織施工或者不按照既定施工圖紙實際化施工等不良問題，影響建筑工程質量和阻礙項目建設進度。BIM 技術建模通過三維施工建模，可以對三維施工建模技術流程進行一個全方位的三維仿真化和模擬，有效率地驗證三維施工建模技術的真實可行性。

3.2 優化項目環節提高企業利潤

建筑工程項目具有施工難度大、周期長的基本特點，從前期項目籌劃到后期準備施工往往存在著多次工程項目變更的巨大可能，每次工程變更不僅嚴重加大了建筑項目施工難度，而且大大增加了項目成本的把握掌控和困難度。從工程規劃項目投標到前期工程項目實施，從工程項目規劃變更管理到工程竣工成本結算，BIM技術可以有效幫助運營企業在各個運營階段有效的及時進行運營成本監控管理，使整個企業的運營成本以及利潤實現最大化。同時 BIM 技術人員可以對現有信息資源數據直接進行提取和整合存儲，通過對信息數據資源進行分析規劃和整合重組，建立新的信息數據模型，方便了與在項目期間參與的各方技術人員及時進行信息數據技術交流和信息共享，對企業的長期健康發展也具有積極的推動作用。

3.3 促進數據的信息化發展

BIM 技術是以現代科學技術作為基礎，能夠實時進行大量信息的有效收集處理，與傳統的信息設計處理技術相比，更具備一定的技術優越性。相關的建筑工程設計技術人員能夠充分利用借助于 BIM技術來快速進行建筑工程設計信息的有效處理尋找工作，并且能夠快速在建筑工程設計數據庫中快速進行與建筑工程設計相關信息數據的有效處理尋找。此外，各種統計數據也其實并非全都是獨立自然存在的單一個體，之間有著非常緊密的相互聯系，而通過構建數據庫則不僅能夠為數據設計管理人員有效節省大量的設計處理成本，從而能夠取得良好的數據結構設計處理效果。

4.建筑結構設計中BIM技術的應用

4.1 結構設計

若要完全做好某項建筑內部結構設計各項工作，設計者首先可通過對某項建筑內部結構的進行全方位設計思考，若僅對部分結構施以手動設計或隨意調整某項建設結構順序，則難以完全保證該項建筑設計各項工作的順利施行。原因主要在于目前建筑工程項目設計投入建設資金相對來說較多，且在諸多建筑設計者的積極參與下，為更好地保證建筑工程設計效益，則可以采用建筑工程結構信息分析技術為設計導向，融合了 BIM技術，使其能夠在熟練掌握具有建筑工程結構設計功能的技術前提下，將各個結構信息系統輸入至建筑終端管理系統，以此有效彌補目前建筑工程結構設計中可能存在的設計漏洞或技術缺陷。

4.2 參數化設計

BIM 設計系統中，都要以設計參數和優化產品設計作為主要的專業技術設計核心，在此設計過程中，還要增強對設計參數和優化產品設計的技術重視性和程度，嚴格按照設計方案要求進行設計施工，根據每個商品的實際價格，通過市場綜合比對，對商品原材料價格進行一個商業化的定價。傳統數據技術的最大弊端太多，比如企業時效性數據太差，這主要是因為企業人工效率低，他們只對其數據進行數據導入，造成技術數據過多，使企業技術人員將大量時間精力同時投入在非技術階段，不同的一點是 BIM 技術人員可以及時有效解決此類技術問題。因此，這就非常需要在工程施工管理過程中，重視實際監控工程質量，找到其中存在漏洞，讓專業技術人員對工程質量安全存在問題，進行嚴格監督檢查。

4.3 節省材料

由于我國經濟、科技不斷發展，城市的建筑工程建設也不斷創新，使建造行業迅速發展。為了更好地將我國建筑行業做好、做大、做強，在我國綠色施工公共建筑的技術標準中，BIM 技術也被引用到綠色裝飾公共建筑中，滿足現代人們對各種綠色建筑施工的各種需求，因此，我們在各種裝飾公共建筑的綠色施工過程中，可以有效地避免建筑施工管理過程中，因各種技術沖突因素導致的材料返工及建筑材料大量浪費等各種情況的發生，節約我們綠色施工公共建筑在各種裝飾建筑材料的總使用量。

結論

BIM技術是一種可以顯著提升建筑物主體結構規劃設計工作效率及施工作業品質的專業技術，該技術具備模擬仿真特性、可視化分析、數據信息集成、實時傳輸性及協同工作等很多優點，具體技術的實施能夠在建筑物主體結構三維數字化模型設計過程中實施可視化、參數化、鋼筋排布、流程規劃、構造功能及施工現場操作研究使用。

參考文獻：

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[2]何君賢 .BIM 技術在建筑工程結構設計中的應用研究 [J].住宅與房地產，2019（33）：65.

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