建筑结构设计中BIM技术的应用

师志鹏

（天津市新型建材建筑设计研究院 天津 300381）

引言

伴随着建筑领域的不断发展，建筑数量也在不断的增加，这也间接提高了建筑的安全性问题。近些年我国经济实力不断提升，人们的生活治水平也在不断的改善，这和建筑领域的快速发展有着密切关联性，建筑如今不仅是社会发展中无法或缺的因素，同时也是国民经济的重要支柱，所以建筑结构设计的重要性不言而喻。在结构设计方面，因为传统技术的缺陷，导致建筑结构设计无法满足社会的发展需求，这也就为BIM技术的应用提供了条件与环境。对此，探讨建筑结构设计中BIM技术的应用具备显著现实意义。

1 BIM技术

BIM技术属于数字化技术的一种，该技术的引进对于我国建筑结构设计领域有着显著性影响，伴随着BIM技术的应用，工程建设已经从传统的二维设计逐渐走向三维设计，同时应用BIM技术可以更好的完善工程建设的信息数据库，对于建筑专业化的信息建设有着明显的补充效果。BIM参数模型当中的相关信息可以在项目的全生命周期中实现共享与传递，在项目的不同阶段当中以不同的利益目的应用BIM技术，实现对信息的插入、提取以及修改，从而实现结构设计工作的改进[1]。

BIM技术的特征主要在于三个方面：①信息集成。BIM信息集成主要在于两个方面，分别为设计过程的集成以及设计信息的集成。根据BIM应用技术的实际需求，整体建筑工程当中位移的信息模型便是建筑信息模型，所有相关的专业设计信息都需要在这一个模型当中完成，所以BIM技术有着较为突出的信息集成特征，在平台基础上，只要专业的设计人员可以在平台上进行操作，便可以完成多个专业的交互性设计，促使集成化设计结果得以实现。建筑信息模型最为核心的内容便是数据库，但是数据库的建设是以三维模型的信息化方式建设而成，这一个数据库涉及到的内容比较多，例如空间信息、构件尺寸、材料信息以及连接方式等，借助这一些数据库可以获取所需要的所有信息，相对于传统CAD技术而言所能够体现的设计效果更加明显，在结构设计中的应用价值更加突出[2]；②协同性设计。可以借助BIM技术实现建筑结构的协同性设计，建设一个建筑设计平台的过程中，可以为业主、设计部门、施工部门等提供数据的共享，从而实现更加理想的构想，相关的各个方面均可以按照各方的实际需求，对所需要的信息做出快速的反应。与此同时在建筑结构设计方面应用BIM技术可以自动进行结构构建、设备管线等之间的影响进行实时性的检测，从而促使设计结果不会出现无法实现、设计内容冲突的问题，减少设计人员在整个建筑建设中的工作量[3]；③传递性设计。在建筑结构设计方面合理应用BIM技术可以促使不同工作的数据实现有效的关联，设计与修改等过程中，将一个内容进行修改之后，BIM技术便会自动对后续的信息进行修改，并自动进行传递制作成为相应的图纸。同时，BIM技术还能够在施工模拟展示方面实现改进，减少工程师在施工中多项因素的影响，简化工作量并节约设计时间，实现对设计效率的显著推动。

2 建筑结构设计中BIM技术的应用

2.1 数据信息化的应用

BIM技术作为当代科学技术中的发展代表，其能够对多种信息实现统一性的处理，这一点相对于传统的CAD软件等有着绝对性的优势[4]。建筑结构设计人员可以应用BIM技术实现对工程信息的实时性处理与分析，并建设相应的建筑工程数据库，以便于在建筑工程数据库当中及时查询和工程相关的信息，同时还有多种信息之间的融合性也会更加明显，彼此之间的关联性更加突出，这一种数据库的建设为设计人员的设计时间、工作量有明显的减少，设计人员如果想要查询和建筑相关的信息，便可以在数据中查找，查找效率更高，准确性更高，设计效率可以达到显著提升。

2.2 设计内容更加合理

对于传统建筑结构设计而言，图纸的修改难度非常高，同时修改后发生问题的可能性也比较高，这也是建筑结构设计工作量比较大的主要原因[5]。建筑结构本身具备许多的特征，例如安全性与稳定性，如果对于这些方面的分析不足，在建筑施工过程中便会形成严重的安全性隐患，所以需要保障建筑结构的整体安全性，如果想要达到这一设计目标，就必须对场地、建筑结构等多个方面进行深入性的分析，因为场地的实际状况也会影响建筑结构的设计，所以在分析场地时地理信息系统具备较为理想的作用，将BIM系统与地理信息系统相连接之后，便可以实现对施工场地的场地环境、条件等因素的模拟，并建设相应的模型，按照模型对不同的内容进行筛选，从而明确最佳的施工地点，实现对图纸修改的可能性控制目的。另外，借助BIM技术也可以实现对建筑模型的数据获取，这一种方式可以有效提升修正图纸的效率，设计人员如果想要修改图纸，只需要对图纸中部分信息进行修改，BIM技术会根据修正的内容对后续的数据进行相应的调整，这也为错误发生率控制提供了明显帮助。

2.3 统一性设计

在建筑结构设计当中合理应用BIM技术，不仅可以对建筑工程的视觉效果达到理想的作用，同时对于建筑工程当中的外貌、光源、材质属性等实现相应的掌握，应用BIM技术可以在设计当中融合工程的所有数据信息，设计人员便可以在对建筑工程的节能效果、建筑工程的光源以及舒适性等方面进行改进，从而提供最佳的设计方案[6]。BIM技术不仅可以对图纸进行设计，同时对于建筑的结构模型处理效果也会更加理想，对设计当中的数据信息进行演算的过程中，能够实现对效果图的最佳化渲染，从而更好的实现建筑结构设计的统一性。

2.4 模型建设的应用

以钢结构为例，钢结构在建筑工程中的应用非常广泛，为了更好的保障建筑结构设计效果，钢结构的设计必须合理。设计人员可以对钢结构实行建模处理，建模的过程中因为存在连接、加强件两个方面的问题，钢结构的连接形式存在梁梁铰接、连接梁柱等方式，在实际设计中需要综合性考虑梁体的高度，并促使连接部分更加符合施工的实际需求，将BIM技术应用到钢结构的建模当中，工程人员可以更好的获取材料的参数信息，同时对螺栓的数量、螺栓之间的距离实现更加理想的控制。设计人员只需要将参数的信息进行适当的修改便可以实现对连接件的准确设计，对于加强件而言，设计人员只需要对建筑的结构制定实行统一性的掌握，然后在施工中针对性的定位加强件即可，设计效率可以得到显著提升。

3 结语

综上所述，将BIM技术合理应用在建筑结构设计当中，能够促使整个设计工作的质量以及效率得到显著提升，同时也可以有效的控制与降低建筑企业在材料加工方面的设计与生产成本，促使建筑建设水平得到显著提升。BIM技术的各项功能都可以满足当代建筑结构设计的实际需求，但是也为应用BIM技术的工作人员提出了更为苛刻的要求，要求其具备更为专业的基础知识以及整体素质，从而推动建筑企业长远发展。

[1]陈明，史健勇.建筑信息模型技术在地下输电工程结构设计中的应用[J].工业建筑，2016，46（12）：196～200.

[2]张海燕.建筑结构一体化协同设计中的建筑信息模型运用探讨[J].建筑技术，2017，48（8）：876～878.

[3]李天，丁庆瑞，樊嘉.BIM技术在工业钢结构建筑改造设计中的应用研究[J].建筑科学，2017，14（11）：87～91.

[4]陈竟翔，曾明根，孙丽明.BIM技术在大型复杂桥梁施工方案优化中的应用探索——以范蠡大桥项目为例[J].结构工程师，2017，33（2）：182～189.

[5]刘超，赵天怡，张吉礼，等.基于建筑信息模型的建筑热工系统与暖通空调系统设计应用分析[J].暖通空调，2016，46（3）：27～32.

[6]牛亮亮，苏明.基于BIM的钢结构施工技术及风险管理研究[J].自动化与仪器仪表，2017，23（8）：165～167.