BIM技术在建筑结构设计中的合理应用

文/赵海燕 辽宁城市建设职业技术学院 辽宁沈阳 110122

BIM技术在建筑结构设计中的合理应用

文/赵海燕 辽宁城市建设职业技术学院 辽宁沈阳 110122

BIM 技术的快速发展和普及，必将引起结构设计的一次重大变革。目前的结构设计流程将被改变，许多在结构设计过程中遇到的问题将会得到解决。由于BIM技术在应用过程中遇到了以上问题，但是这些问题会逐渐解决，推动BIM技术的广泛应用。本文对建筑结构设计中BIM技术的合理应用进行了分析探讨。

BIM 技术；建筑结构设计；合理应用

一、BIM基本概念

BIM指建筑信息模型（Building Information Modeling），这项技术是随着我国建筑行业近些年的发展发展的一种数字化的技术，目前BIM技术已经运用到项目协作的各种方式，对于我国的工程建设无疑起到了改革的作用。

BIM技术通过在计算机上使用虚拟的建设三维模型，不仅仅将工程建设从二维模型之间带入了三维模型，同时采用数字化的技术，在整个工程建设的过程中能够提供相应的信息库。那么在建设信息库的过程中能够详细的描述建筑的集合信息和专业化的信息，并且能够包含非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。

二、BIM在结构设计应用中的难点

缺乏标准体系。由于BIM技术目前还处于探索阶段，国家和地区相应的各种规范和标准还没有出台，处于前期调研、或正在制定过程中。因为BIM技术需要信息的传递，所以BIM相关的规范和标准与软件的协调性是一个十分关键的问题。

法律责任问题。主要体现在：BIM技术在使用过程中的合法性和有效性；参数进行传递，涉及到产权和责任问题；建立模型与传统技术内容的一致性；BIM各方的修改权限。

应用和交付问题。不同设计阶段，BIM技术设计的深度也不同，设计标准也不同。参与设计的各方与传统技术相比，分工和内容也不同。

BIM技术的缺点。由于BIM技术处于前期推广阶段，还存在以下几个方面的问题：软件主要是国外软件，本土话程度不高；软件对应用人员的专业素质和硬件设备要求较高；软件各个模块之间连接不完善，数据共享、数据传递程度较低，BIM技术的数据信息的传递成都有待进一步提高。

使用成本过高。由于对使用人员素质和硬件设备要求较高，所以需要投入一定的资金对专业人员进行培训，购置高配置设备，进行软件更新。

BIM 技术存档问题。由于目前没有具体存档标准，加之存档对硬件的配置要求较高，需要进一步提高硬件的配置，增加使用成本。所以，BIM 技术的文档存储问题亟待解决。

三、采用BIM 技术进行建筑设计的优势

在对建筑进行初步设计的过程中，BIM技术是信息的载体模型，在变现上不仅仅是一个空壳，而是一个内容非常丰富和完整的模型，不仅仅能够体现建筑的外表，对于建筑的每一个房间和走廊都能够有效的体现，因此BIM技术在建筑设计的过程中，大多数都是建筑最为真实的体现。

目前很多建筑在设计的过程中已然存在设计不够深入的现象，这是因为在建筑信息模型的模拟的过程中，仅仅是从一个角度进行有效的观察，可以通过对界面的尺寸进行有效的把握，从而对空间设计进行更深入的分析。

在深化设计等方面，BIM技术采用碰撞检查，使得在检查的过程中相对于现在的技术有非常大的有事，BIM技术能够提供一个非常便利的协作系统，相关的专业人员都能够在同一个平台上进行有效的工作，真正的实现信息共享，专业的设计人员可以在同一个位置进行修改，采用中心文件进行同步，那么其他的设计人员都能够快速的知道修改的信息，这样能够有效的知道修改的信息，减少信息传递的时间，从而增加了在设计过程中的工作效率。

目前的建筑设计多半是采用图纸对建筑进行表示，通过建筑各个方面的图纸进行有效的表达，采用BIM的介入，能够将建筑做到一个完整的整体，按照建筑建造的样子进行有效的虚拟。在建造的过程中没一个图纸斗志在建筑的信息模型中进行提取，需要哪一个构件都可以进行及时的提取设计人员做到的是讲原有的图纸和设计方案展示到BIM信息系统中，实现有效的信息共享。

四、BIM在结构设计中的应用

BIM技术的引入，在一定程度上会提高建筑质量，作为建筑设计人员而言，设计人员的非常重要的一个方面就是对建筑的质量做到有效的保证，传统的设计流程对于我国建筑的产业链有一定的局限性，建筑设计师没有时间和精力对建筑的质量进行有效的审核，因此也没有足够的精力对每一个细节进行有效的把握，导致了建筑在建设完成以后和设计理念存在较大的差异，当然，这个整个传统的设计习惯有直接的关系，并不是施工方和投资方的责任。而传统的BIM技术的介入能够有效的提高建筑的表达精度，每个构件都会有相应的属性与参数，比原来的二维图纸要更加全面，更加完备，这样在一定程度上能够增加建筑的质量。

1、模型建立

BIM 技术可以有效的将结构的三维实体模型用真实的构件表示出来，对比传统的设计技术，突破了CAD技术进行施工图绘制时，只能表示平面信息的瓶颈，BIM技术可以利用直观的建筑结构构件表示整体结构以及各构件之间的关系。在实际结构设计中，利用BIM技术，可以通过可视化技术，通过对建筑结构的动态变化，对结构构件进行设计，进而设计出一个合理的结构设计方案。通过BIM技术，也可以迅速发现在设计过程中出现的问题，及时修改设计方案，最终提高设计质量。

2、参数化设计

在BIM系统中，整个建筑结构的所有信息都在一个数据库，并且这个数据库是共享的，参与设计的各方都可以共享这些数据。方案设计和初步设计对施工图设计影响较大，造成了结构工程师将大量的精力都投入到了建筑工程项目并不是最重要的阶段。BIM的参数化设计就解决了整个问题。BIM技术采用了参数化的三维实体模型设计结构单元，将之前的点、线、面等元素替换为梁、柱等构件，大量使用的构件被定义为族，族中参数包括了几何信息、材料信息、逻辑信息等非几何信息。

3、设计过程优化

与传统的设计过程相比，BIM技术在设计流程上进行了优化。BIM技术的结构设计流程为：BIM数据库中导出建筑几何信息→结构设计师设计结构方案→对结构方案进行优化，初步确定结构选型和布置→建立初步分析模型→导入结构有限元软件进行分析，完成截面设计→各专业分析评估结构模型，输入BIM数据库并绘制施工图。

结束语

综上所述，本文首先对BIM技术的特点和概念进行了详细的分析，在此基础上分析了我国目前建筑设计方面存在的不足，BIM技术的引入在一定程度上能够完善我国的设计流程，简化设计过程中的步骤，提高工作效率高和质量，保障建筑设计中的安全。

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辽宁省职业技术教育学会科研规划项目（LZY15485）