探析建筑结构设计中BIM技术的应用

李 斌 华

(忻州市建筑设计院，山西 忻州 034000)

0 引言

当前我国的BIM技术在逐渐发展与完善，这种技术的发展，能够实现建筑工程中项目上不同部门之间的数据共享，能够建立可视化的结构模型，方便不同部门发现设计中存在的缺点并及时加以修改，数字化的模拟分析有效地提高了结构设计的质量，保证了建筑工程的建设安全。

1 BIM技术的概念与优点

1.1 BIM技术的概念

BIM技术就是通过对设计的数据进行提炼，创建可视化的建筑结构设计模型，对建筑物进行实时设计的方法，这种技术方便项目部对工程的建造以及运营进行管理。由于可视化的特征，这项技术的应用不仅仅加强了建筑行业的发展水平，还显著地提高了建筑企业的经济效益，所以，BIM技术的应用，对于提高建筑企业的设计水平和节约施工成本，提高经济效益都是有着巨大好处的。

1.2 BIM技术的功能

BIM技术有着非常强大的功能，其中一个比较显著的功能就是进行图纸的可视化修改，运用BIM技术收集大量设计数据建模形成的图纸，包含所有的设计信息，因此修改相应的条件就能够实现图纸的智能化修改。BIM技术的图纸都是基于整个建筑模型为基础的，所以如果发现问题，只需要进行有针对性的修改即可实现参数的更正与调整，这样就避免了由于参数不对而进行大量反复修改，在传统的图纸设计与修改中，需要花费大量的时间，消耗设计人员大量的劳动才能够实现图纸的更正，但是BIM技术避免了时间与精力的浪费，从而使得整个项目部能够更加集中精力完成现场的施工与重点部位的设计，进行方案比选并实现最佳的设计，保证设计的效果。

BIM另一个比较先进的功能是现代信息化的功能，由于BIM技术下的结构设计是采集数据建立的数字化模型，因此这个模型能够携带大量的信息。BIM技术建立的模型可以作为工程信息的数据库，用来存储在建设与监管中的所有信息，并维持相关数据之间的联系。在BIM技术中，如果想要了解某一个部位或者时间的信息，只需要点击相应的部位，就可以获得所有的信息，因此可以有效避免沟通的不及时以及全面了解工程情况，避免在施工中出现误差，能够有效提高结构设计的实用效果。

使用BIM技术，不仅仅可以实现建筑结构设计的数据积累，还能够在数据中融入后期的暖通设计，光照设计等等，因此可以看出，使用BIM可以进行一体化的设计，将建筑工程中的所有信息融为一体进行施工质量的控制，所以在进行结构设计的同时还能够兼顾居住人员的舒适性与安全性，对节能与光照等进行评价，从而提高设计的舒适性体验。BIM技术不仅仅能够完成平面图纸的设计，更是能够形成立体的图纸并进行渲染，对建设完成以后的建筑物模型进行模拟，并仿真，采用软件对模型进行分析与处理，将设计的出图与渲染、计算结合为一体。

2 BIM技术在建筑结构设计中的应用

2.1 建立实体模型

采用BIM技术能够形成三维模型，将建筑完成后的实体构件在设计图中表现出来，这是CAD技术难以达到的，但是也是CAD技术的升华，BIM技术能够实现与CAD技术的无缝对接与提高。运用BIM技术，能够直接看到构件之间的彼此联系并方便工作人员发现存在的问题，还能够通过可视化技术对建筑结构的动态变化进行监测，为结构设计的修改提供重要依据，保证设计方案的合理和实用，在实际工程中，使用BIM技术帮助结构设计人员节约了大量的时间，实现了成本的节约。

2.2 应用在建筑空间的规划当中

在进行建筑设计之前需要提前进行建筑的空间规划，所以在建设地点选择完毕之后，首先要对建筑的空间进行分析，分析建筑空间的地形以及对一些复杂的地形进行研究与计算，确定相应的方案，在地形的分析中应用BIM技术，能够开阔设计的思路，在分析中能够将坡高、斜率以及斜坡的斜率等参数进行分析。例如对具体的工程，斜坡走向的分析可以先采用GIS软件进行建模，对采集到的参数进行汇总与归类并模拟，这样，设计人员可以从不同的设计角度对工程实际情况进行模拟，为后期的设计提供依据。

在地形探索之后再开始对建筑物的设计规划，对于建筑物的空间规划，BIM技术有着良好的现实应用，因为BIM技术能够完好地将建筑物的内外空间以3D模型完全展现出来，所以设计人员可以通过对设计效果的评价，对建筑物的室内与空间进行分割，详细布置建筑物周边的道路与外观等参数，利用BIM技术的调试功能，尝试不同的参数设置并选择最优化设置，得到最佳的空间规划模型。

2.3 实现建筑结构构件的性能分析

在结构设计中，为了保证建筑物的安全与稳定，需要设计人员花费大量的精力对建筑构件进行受力计算，以便完成构件的受力分析，对于重要的构件往往需要计算几次，而且不同的设计人员采用的参数不同，往往计算结果也不同，这样就花费了大量的人力与时间，也影响了建筑物结构分析的准确率。BIM设计针对这种情况引入了相关的性能分析软件，只需要把BIM中的相关数据导入到软件当中就能够实现整个过程的分析计算，并且自动生成分析结果，方便设计人员进行下一步的纠正与修改，提高了设计效率。

2.4 钢结构设计建模应用

我国当前建筑工程的规模不断扩张，新型的结构设计模型与新型材料的应用都实现了突破，尤其是钢结构，跨度不断加大，空间也不断扩张，应用也越来越多，很多异型结构都采用钢结构建模，在钢结构的设计中，构件之间的连接与加强构件的设计都非常复杂，因此在设计中存在一定的困难。BIM技术的应用能够有效解决这些问题，因为BIM技术能够对钢结构梁体的高度进行精确计算，还能够对所有的连接件进行自动计算，自动选择参数并分析不同参数的影响。并且通过数据共享的功能，BIM能够对在钢结构建筑物中使用的高强螺栓的数量、焊缝的数量以及间距等等进行计算，掌控设计的间距等。所以如果有新的构件需要增加到模型当中的时候，设计人员只需要对相应的数据进行调整，并且利用BIM绘制出大样图，方便施工人员在现场进行施工，设计人员利用大样图也能够合理确定加强件的设置位置，避免钢结构中出现薄弱点，影响结构安全。

3 结语

当前在建筑中采用BIM技术尚且处于初始阶段，很多技术的运用并不成熟，所以有着很大的发展进步的空间，但是BIM技术确实给传统的项目管理提供了很大的帮助，提高了设计水平以及现场管理水平，并节约了企业的成本，随着时间的推移，BIM技术必然越来越成熟，能够在建设行业当中发挥更多的作用，促进建筑行业的进一步健康发展。