BIM 技术在建筑结构设计中的合理应用

2015-08-15中国建筑西南设计研究院有限公司四川成都610000

江西建材 2015年22期

■吴靖 ■中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都 610000

随着我国社会经济的快速发展，社会各方面对建筑工程的需求不断增加，建筑工程的规模和数量日益增长，建筑结构设计作为影响建筑工程安全的重要因素，得到人们的广泛重视。同时，随着科学技术的不断发展，BIM 技术应运而生，在经过近些年的实践和完善之后，BIM 技术对建筑结构设计的重要性日益凸显，深入分析BIM 技术在建筑结构设计中的应用方式，有着重要的现实意义。

1 BIM 技术应用在建筑结构设计中的主要功能

1.1 设计图纸可修改功能

使用BIM 技术设计的建筑图纸当中，所有的设计信息是基于整个建筑模型的，在发现问题时，设计人员只需要通过对某一点进行修改，系统就可以完成其他相应参数的自动修正，极大地减轻了设计人员的工作负担。此种设计图纸自动修改功能，减少了设计人员在画图或改图方面工作的精力和时间，使其能够更专心地进行建筑结构设计，通过对各个参数修改后图纸的对比，得出最优的设计方案，保证建筑结构设计的效果［1］。

1.2 设计数据信息化功能

BIM 技术是在现代信息技术基础上发展而来，其核心就是信息，与传统的设计软件模型相比，BIM 技术的最大优势体现在能够携带信息。从这个角度而言，可以BIM 技术模型当作建筑工程的信息数据库，建筑工程所有的设计数据都可以从此数据库中找到，且数据之间有着各种各样的联系方式，在设计人员需要某一方面数据时，只需要点击特定的点，即可以在最短时间内得到最全面、可靠的报表清单，避免了设计人员在数据查找等方面耗费的时间，解决了人工记录和输入数据可能出现误差的问题，提高了建筑结构设计的效率和可靠性。

1.3 工程设计一体化功能

BIM 技术所设计的建筑模型，并不单单是建筑工程的外观，还包括建筑工程的光源、建筑的热能传导和材质属性等，BIM 模型是将建筑工程各方面内容纳入一体的一种设计，除了可以从安全性角度评价建筑结构之外，还可以从舒适性、光源、节能等多个角度对建筑结构进行评价，有效提高了建筑结构设计的效果。同时，BIM 技术不仅可以提供类似CAD 设计的平面图纸，也可以直接完成整个建筑模型的渲染，还能够利用BIM 软件分析、处理模型，实现了设计出图、计算、渲染等设计环节的一体化。

1.4 工程模型三维化功能

BIM 技术是一种三维技术，以BIM 技术设计的建筑模型可以通过三维立体方式展现出来，设计人员可以对建筑结构各部分情况进行直观观察，及早发现暖通管道、墙体梁板等建筑结构组成部分之间存在冲突的问题，并进行解决，避免给后期施工造成不良影响，可以对设计方案进行更加深入的理解和分析，将存在施工困难等问题的设计方案排除，有效提高了整体的设计质量。

2 BIM 技术在建筑结构设计中的具体应用方式

2.1 应用于建筑结构与场地分析

建筑结构设计的合理与否并不仅仅体现于建筑工程本身，还与建筑工程所处的场地有着密切联系，场地的地质环境、水文状况等都会给建筑结构的设计产生诸多方面的影响。而通过BIM 技术与地理信息系统的结合，可以对建筑工程的场地进行全面模拟，并在模拟的环境中拟建建筑工程的模型，这样就可以对建筑场地的特点、条件等作出全方位的分析，选择最佳的建筑物建设地点，使建筑结构与其所处的场地适应性达到最佳，从而保证建筑结构设计的合理性［2］。

2.2 应用于建筑结构性能分析

建筑结构设计并不是对建筑各个部分简单的排列，还需要使各个部分有机组合起来，形成一个彼此支撑的整体，确保整个建筑结构的抗震性、牢固性等达到相应标准，这就需要对建筑结构的性能进行分析。在传统的建筑结构性能分析中，需要花费大量的人力、时间，利用各种计算公式来完成这个分析过程，且分析的结果比较容易存在误差，给建筑结构性能的可靠造成影响。而在BIM 技术中，可以设计相应的性能分析软件，将BIM 模型的相关数据导入软件之中，就可以快速、准确地完成整个分析过程，并根据分析的结果来发现和改正设计中存在的不足，提高建筑结构设计质量。

2.3 应用于建筑结构的协同

在BIM 模型中，建筑工程的数据是不断进行交流和共享的，这主要包括两个方面，一是通过借助中间数据文件，完成异地不同设计软件进行模型设计时需要的相应数据和信息;二是通过设置中性数据库，实现不同专业之间的数据传递和共享，将与建筑工程相关的水暖、土建、装饰等各种专业的内容有机地结合起来，利用统一的处理平台来对信息进行规范处理，实现系统内部信息流的畅通。在这种数据交流和共享的基础上，保证了建筑结构设计充分顾及了与建筑有关的各方面内容，避免了某一点、某一参数疏漏导致的结构不完善问题，对于建筑结构设计的质量有着重要作用［3］。

2.4 应用于钢结构的建模

在现阶段，随着建筑工程的不断发展，大跨度、大空间成为建筑工程发展的重要趋势，钢结构的应用也越来越加广泛，在钢结构建筑物中，由于钢结构是通过梁柱连接来实现的，在连接方式上，有梁梁刚接、梁梁铰接等多种，结构的链接和加强件布置十分繁多，给建筑钢结构的设计带来了难度。利用BIM 技术，可以通过对钢结构梁高度的计算，对所有连接件进行专门的设计，并连接件进行参数化处理，应用BIM技术的参数共享功能，即可以完成对钢结构中螺栓等连接件数量和间距的控制，在需要构建新连接件时，设计人员只需要调整相应的参数即可完成;对于加强件，设计人员可以通过BIM 技术绘制出相应的大样图，在钢结构施工中，技术人员只需要参考相应的设计位置，就可以确定加强件的部位，避免了钢结构中薄弱环节的存在。因此，在建筑钢结构设计中应用BIM 技术，可以确保连接件和加强件位置的准确，保证钢结构连接的牢固、可靠，确保钢结构设计的质量和水平。