新时期建筑结构设计中BIM技术应用分析

黄卓夫（江西省建筑设计研究总院，江西南昌330095）

新时期建筑结构设计中BIM技术应用分析

黄卓夫（江西省建筑设计研究总院，江西南昌330095）

随着国民经济的发展，我国建筑行业获得了极大的发展，人们对于建筑的质量有着更大的要求，这就要求建筑结构设计要有更科学的方法与设计理论。BIM技术做为一种新兴的技术正受到越来越大的关注，BIM技术被引入建筑行业的结构设计中以后，对建筑行业是一个极大的促进，极在地提高了建筑结构设计的质量与效率。所以在实际的建筑结构设计中使用BIM技术是十分有必要的，加强对BIM技术在建筑结构设计中的应用，对于建筑行业的发展，是十分重要的。

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最近几个随着国民经济的发展，特别是城市化进程的加愉，我国建筑行业获得了极大的发展，在整个建筑工程中结构设计是十分重要的一个环节，对于整个建筑工程有着重要的影响，BIM技术的引入，对建筑结构设计是一个根本性的变革，极大地提高了建筑结构设计的质量与效率，十分有效地促进了建筑行业的整体发展水平，对我国国民经济的发展起着巨大的促进作用。

1 BIM技术概述

1.1 BIM技术概论

BIM就是建筑信息模型的简称，这项技术是传统建筑设计技术与数字化技术相结合的产物，是现代信息条件下所产生的建筑结构设计方法。在BIM技术中建筑结构设计逐渐进入了三维处理的时代，通过相应的数字化技术，可以很好地构建建筑结构的各类信息库，从而为以后建筑结构设计累积经验。当然在建筑结构设计信息库的建设中，需要十分详细而且专业化地描述建筑结构设计的相关信息，并且要确保这些信息中有各类非构件的状态信息等，以确保整个信息库数据的完整性。

1.2 BIM技术的特点

（1）BIM中信息的集成性。BIM系统内信息的集成性主要是指的建筑结构信息的集成性与整个建筑结构设计过程的集成性。通过对相关数据的研究，建筑结构信息模型只有能是唯一的模型，各个相关建筑结构的设计信息要在这个唯一的模型下进行相关的设计，所以在BIM的技术下显著的表现为信息的集成性。在这种平台背景下，所有的相关建筑结构设计人员都要在这个统一的平台下进行相关的建筑结构设计工作，以达到建筑结构设计的集成设计。在建筑结构信息库存的建设中最核心的就是由计算机所构建的三维模型为基础来完成的，在这个建筑结构信息库中主要包括建筑结构的各类尺寸、空间的各类信息及相关的建筑材料以及各个建筑结构之间的连接关系等数据，这些数据可以搭建起一个全面的建筑结构设计数据库。在以后的使用中，可以快速地在数据库中查找到相关的信息数据，打破了传统使用的CAD技术的各类限制，在整个建筑结构设计中有着十分重要的意义（见图1）。

图1

（2）BIM技术中的协同设计。在BIM技术中完全可以建设一个全新的设计平台，在这个平台中可以为各类建筑结构设计及相关的施工等部门提供一个统一的、良好的沟通平台，并且在这一平台中可以根据相关的要求，快速查找到一些需要的信息。最主的是在这一统一的平台下可以规范各个相关设计的行业，自动检测建筑结构设计中存在的各类问题，从而极大地提高了建筑结构设计的效率与设计团队之间的沟通，从而大大缩短了建筑结构设计的时间。

（3）在BIM技术中的工作传递。通过BIM技术，可以将建筑结构设计中的相关各类数据形成了一个系统的关联。在建筑结构设计或是修改后，不需要设计者自已动手修改相关的连接，或是要修改复杂的设计图纸，在BIM中可以自动对这些修改的信息进行自动的修改，并将这些修改自动反馈到相关的构件中。同时，在BIM技术中还可以进行建筑结构的模拟施工，在这种技术中建筑结构设计师就不需要为了验证设计中各为因素的影响，而构建多个模型了，可以通过BIM技术进行相关的模拟实验，从而大大节省了建筑结构设计的时间，提升了建筑结构设计的效率。

图2

2 BIM在建筑结构设计中的应用流程

2.1 构建建筑结构的整体设计模型

在现代的建筑结构设计中，可以通过BIM的技术，在整个建筑结构设计之前就搭建一个完整的建筑结构设计模型，从而为建筑结构设计中的梁、板、柱等基础性构件进行充分的描述，从而为建筑结构设计提供一个参考性的数据。对整个建筑结构模型的设计流程主要是以下：①要定义整个建筑的实体，这是整个构建统一的模型的基础工作；②利用BIM技术中的集合关联实体进行各个楼层与整个建筑实体之间的关联，从而为下一步的设计提供数据基础；③进行墙体的定义，并且使用BIM中的空间结构关联实体做好相应楼层与墙体之间的的关联。通过以上的流程，可以构建出一个完整的建筑结构设计模型，从而为整个建筑结构设计打下良好的基础。

2.2 构建建筑部分的结构模型

在BIM所构建的建筑结构模型中，主要包含以下几个方面的信息：建筑结构的信息、力学方面的计算、建筑的成本村料等各种数据。目前在BIM中的IFC模型中可以满足相关模型设计的需要。比如在墙体的设计中对所关联的关系进行相应的定义，在正常的情况下，IFC模型中要定义各个构件的材料等信息，同时由于墙体主要是以内部墙面的砖、墙体的结构层、隔热层、外墙面的砖等，所以还应做好以下的针对性工作：

（1）要对墙体中所使用的材料有一个很好的定义，这是一项基础性的工作，对于整个建筑部分结构模型的构建有着重要的意义。

（2）利用材料层进行实体、材料层集合实体、材料层分层实体等进集合使用，并进行相应的定义，以满足建筑结构设计的需要。

（3）利用材料的关联实体进行墙体与所使用材料的关系，以满足墙体结构设计的需要。

2.3 构建建筑结构设计的关联性模型的两实体存在的主从有关系，依照修改主实体改变实体，但是却不会对主实体的木质造成任何的改变；对于对称性关系，主要还是指的两实体存在对等的关联关系，其中任何一个实体的改变都会影响到另外一个实体的改变，比如柱与梁的关联有关系，如果在建筑结构设计中梁实体是，就会影响到相之相关联的柱实体发生相应的变动，从而影响到柱实体的设计。

3 建筑结构设计中BIM技术应用中存在的问题

3.1 目前还缺乏统一的技术标准体系

目前虽然BIM技术已经在建筑结构设计中普遍使用了，并且还取得了很好的效果，但是也要看到BIM技术在建筑结构设计中的使用还刚起步，还处理一个探索的阶段。目前我国还没有一部统一的BIM技术使用规范，在各个环节还处于一种混乱的状态。而BIM的技术发展，现在迫切需要一部规范的体系来规范相应的建筑结构设计。

3.2 BIM在建筑结构设计中使用的成本较高

将BIM技术引入建筑结构设计中，极大提高了建筑结构设计的效率，但是BIM技术的使用需要大量的资金投入，并且对于设计人员的专业素质有较高的要求，而对于这部分设计人员的培训也需要大量的资金投入。同时BIM技术引入建筑结构设计也需要相对应的软件，这此软件的购买与更新都需要大量的资金。所以前资金也是制约BIM技术在建筑结构设计中使用的主要原因。

4 结语

随着国民经济的发展，人们对于建筑质量提出了更高的要求，建筑结构设计是建筑工程中十分重要的一个环节，对于建筑工程的质量有着重要的意义。BIM技术引入建筑结构设计中有力地提高了建筑结构设计的成效与质量。本文就BIM技术的特点进行了分析，并就BIM在建筑结构设计中的应用与存在的问题进行了相应的分析，希望对这方面的研究工作有所帮助。

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在进行建筑结构设计时，不论是传统的设计模式还是现BIM的设计模式，都要关注各个分部件的关联设计，而通过BIM技术中的模型可以准确、直观地反映出整个建筑结构中各个部件的关联关系，这种关联关系包括对称性与非对称性的两种。基中对于非对称的关联关系，主要体现在建筑结构中

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2095-2066（2016）32-0172-02

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