建筑结构设计中BIM技术研究

文/杜佳星 中铁合肥建筑市政工程设计研究院有限公司 安徽合肥 230001

1、引言

许多人认为建筑结构设计是艺术的一种体现，其实许多建筑设计师也有这样的想法，因此一些建筑设计师在进行建筑设计时常常只注重建筑的艺术性建筑的美感，对其它方面重视的较少，这种情况的存在，导致了许多建筑问题的出现，在这一问题上除了建筑设计师转变自己的思想外还需要有一种手段将结构设计与施工进行连通，既保证结构设计的美感艺术性，也能使其在对建筑结构设计图形的不断完善中保证建筑的质量。而BIM技术在建筑结构设计上的应用就可以在一定程度上解决这一问题。

2、建筑结构设计中BIM模型所包含的内容

2.1 构件方面

BIM技术在建筑结构构件设计中具有非常重要的作用，其中内容很丰富，包括构建材料、几何尺寸以及荷载等信息，这些信息能够非常直观的显示出来，相关的设计人员能够随时进行使用和分享。尤其是在结构节点设计方面，BIM技术的使用，能够快速和直接进行构件作用的判断，将梁、板以及墙、柱等部分的信息进行定义，同时能够对连接构件做出更加合理的判定，这样是为了更好的将其与节点进行匹配，这样就能够将所建立模型的信息进行科学地分析、计算。

2.2 整体层次关系

使用BIM技术，必须要建模，而模型的构件需要大量的信息数据，在虚拟的条件下，模型能够非常正确完整将结构进行优化调整，为人们提供最合理、最具可行性的设计施工方案，同时，还可以缓解施工过程中所产生的突发问题，协调各部分施工之间的关系，BIM技术可以及时搜集并整理各种施工信息，并实现共享，施工人员以及技术人员在需要的时候可以随时进行查阅和使用，为建筑结构整体分析计算提供更多依据。

3、BIM建筑结构设计方法

建筑行业的发展是国家发展所需要的，因而对建筑设计的要求变得更高了，建筑设计中应用一些计算机软件已经成为了一种常态。我国建筑行业早在20世纪80年代就有了将计算机软件应用在建筑行业中的先河，但当时大多是以cad方式来表现的，这种方式从一定程度上来说是将手绘的图形转移到软件之上，在准确度上有了一定提升，但是实际效果不佳，而建筑行业发展的越快，这种方式就越不适用，因此在迫切的需求下BIM技术出现在建筑行业中，并为建筑结构设计提供了较大的帮助。

首先，在建筑方案的设计阶段，这一阶段主要注重建筑的格局以及美感。因而在进行建筑结构设计时需要对整个建筑的功能、布局需求等进行整体的分析，设计师在心中对建筑结构设计形成一个清晰的图像，以BIM技术来辅助呈现，最终利用该软件展示出一个三维立体效果图，并通过这一图形将设计师的理念等内容都进行呈现，最后建筑设计师再去与结构工程师进行沟通，看效果图是否能满足结构设计内容，在双方的协调之下将设计方案初步呈现出来。

其次，在初步的结构设计方案完成后需要对建筑中的细节内容进行相应的设计，对这些细节进行结构设计时也可以通过BIM技术对细节内容进行处理，如水暖电热等重点问题上，就需要运用BIM技术进行合理的设计，进一步将初步的结构设计图纸完善，同时形成一份合理的设计稿。针对这些结构设计问题设计师可以按照以下三个方面来完成，一是对利用BIM技术对建筑模型进行加载。建筑模型是结构设计的关键，因此结构设计的各个环节都需要以此来展开，以这样的方式来进行在一定程度上可以避免因不合理的设计影响了建筑美感以及实用性。笔者以独立别墅的结构设计来进行举例。一是，设计需要将结构样板的原件为基础来进行，并要将建筑模型导入，在对这一数据进行导入时，同时还需导入参照模型，这样能形成一定的对比，进而有效的进行设计。二是受力构件的布置，我们常看到通过BIM技术进行结构设计的设计图是通过三维立体的形式进行呈现的，但这并不代表所有的内容都是以三维立体形式存在的，其实对于结构划分就不是以三维立体形式存在的，它是在平面图中被绘制出来的，因此这些构件在立体图中也会原样呈现。BIM技术有较强的信息共享性，因此还可以利用这一技术将一些重要的信息，如构件布置等内容实时进行传送。有时一些模型之间会存在一定的冲突，这是一种比较常见的现象，针对这一结构设计上的问题还可以选择应用BIM技术来进行检测，这样就可以将这一问题有效解决。三是设计预算问题，通过一系列的方式将整体的建筑结构设计进行模型的构建后，还需要进行一个预算环节，也就是指将现有的模型结构通过一定的方式合理的进行预算设计，在预算过程中需要结合一些条件对整体的数据进行相应的分析，例如利用几何尺寸等。

最后是三维模型的显示与检查。建筑图纸的设计在初步设计阶段完成结构设计后，还要注重其图纸施工阶段的设计，这一阶段也需要采用BIM技术来进行。第一需要将BIM技术设计下的初定模型在三维图像上反应出来，同时按照这一图像内容将其与实际施工的内容进行结合，如建筑形状、结构布置等等进行结合，进而将其基础模型完善，使其最终形成一个成型的施工效果图，同时还要将设备、材料、施工等各种相关的要求进行考虑，最终形成施工文件。

总结：

建筑行业在我国未来的发展中仍占有重要地位，因此BIM技术仍然要继续发挥它的价值性，它在建筑行业的出现不夸张的说对建筑行业造成了极大的转变，同时也使建筑行业与信息技术有了联系。BIM技术在建筑结构设计中的应用不仅使设计有了更强的合理性，同时还能有效的对建筑安全进行保障，其价值在建筑行业有了明显的体现，因而国家还需大力支持其技术的发展完善，并为其提供更多的优秀创新型人才，使得建筑行业得到更好的、可持续的发展。

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