探析建筑结构设计中BIM技术的应用

孙宗训

摘 要：在经济社会高度发达的今天，城市化进程的不断加快，极大地促进了建筑行业的繁荣，也推动着建筑工程相关技术不断进步和发展。结构设计是建筑工程的关键环节，其质量水平直接关系着建筑工程的整体质量和安全。BIM技术的兴起和广泛应用，为结构设计效果的优化和改进提供了有力的技术支撑。本文对于BIM技术的特点及实际应用情况进行了介绍和分析，指出目前建筑结构设计应用BIM技术还存在的不足之处，希望能够为BIM技术在建筑结构设计中的应用发展提供一些帮助。

关键词：建筑结构设计；BIM；应用

1 引言

最近几年里，由于城市化的推进，建筑行业的发展越来越引起人们的关注。随着传统结构设计技术的落伍，BIM技术逐渐取代传统技术，在建筑结构设计中得到了广泛的使用，为新时期的建筑结构设计提供了更为可靠的技术保障。然而，从目前的情况来看，BIM技术在建筑结构设计应用中仍然存在着一些有待改进和完善的地方。

2 BIM 技术特征

2.1 信息集成

信息集成，是BIM技术相比于传统技术而言最大的优势，在实际应用中表现为以下两点：一，设计信息集成；二，设计过程集成。现阶段在设计建筑结构的时候大多采取建模的方式，以确保实际应用的效果，而BIM技术对于建模来说有着重要的作用。它可以通过信息集成来汇集设计信息，然后对所有的信息进行集中处理。有了BIM技术的帮助，设计人员就可以在设计平台上同时工作，进行集成化设计。

2.2 协同设计

BIM技术的另一个主要特点是协同设计。BIM技术为所有参与设计的人员构建了设计平台，各方面人员通过平台可以实现信息的共享和及时的交流，一旦具体情况发生变化，能够随时对信息进行调整，极大地提高了工作效率。此外，BIM技术对于检测工作的效率提高也有着重要的意义，它可以根据不同专业的设计原则，围绕不同的建筑构件相互产生的影响来进行检测。有了BIM技术，设计团队人员之间不再需要频繁地沟通，每次沟通所花费的时间也有所减少，这对于设计效率和设计质量的整体提高而言无疑是十分有益的。

3 BIM 技术在建筑结构设计中的具体应用

3.1 分析建筑结构和场地

建筑工程要保证质量和安全，首先要设计出安全稳固的建筑结构，提高建筑结构的科学性与合理性。如果结构的设计存在安全隐患，必然会使得建筑工程的整体质量水平大大降低。在开始设计之前，设计人员要对施工现场进行勘察，掌握施工现场的地质、地貌及周围建筑情况等重要信息，在此基础上来进行设计。为了保证施工现场勘察的精确性，可以将地理信息系统对接到BIM系统中，通过地理信息系统获取施工现场的数据信息，然后在平台上进行建模，以模型为依据分析并确定施工地点。

3.2 分析建筑结构性能

设计建筑结构是一项复杂的工作，构建出建筑物的框架仅仅是工作的一部分，此外还要充分考虑到建筑结构的防震能力，以确保建筑结构的稳定性和安全性，避免建筑物在使用的过程中出现质量问题。从以往的情况来看，分析建筑结构性能需要花费较长的时间，人力和物力的消耗都很大；以往的建筑结构分析工作采取的是人工方式，设计人员的经验和个人主观看法会影响分析结果的准确性，再加上人工分析本身存在着一定的误差率，使得建筑结构性能分析往往事倍功半。BIM技术本身自带性能分析软件，可以对建筑结构的性能进行智能分析，大大地降低了人工分析的误差率，提高了分析的效率和准确程度，此外，当设计出现问题的时候，BIM技术也能够自动校正。

3.3 构建整体结构模型

BIM技术对于建筑结构模型的构建有着重要的意义，除了建模之外，还能提供柱、板、梁和楼梯等有关信息数据，供设计人员在设计结构的时候进行参考。例如，墙体结构构件的设计，可以采取以下流程：一，对建筑实体进行定义；二，对墙体实体进行定义；三，将建筑实体和楼层实体通过集合关联实体关联起来。

3.4 构建关联性结构模型

构建关联性结构模型，是BIM技术对于建筑结构设计的又一重要贡献。该模型的建模过程具有一定的复杂性，涉及到的问题也比较多，无论个体间关联性还是对称性关联性，都是设计过程中的重点和难点。BIM技术能够以较为直觀的方式展现出建筑对称性和不对称性关联的情况，以洞口和墙体为例，如果没有墙体，洞口将不复存在；反之，如果没有洞口，墙体却依然存在。对此，我们就可以通过洞口关联实体将二者关联起来。

3.5 应用于建筑结构的协同

对于任何一个建筑工程而言，其数据信息并非一成不变，这些信息会通过BIM模型随时更新，从而对建筑结构的设计产生一定的影响。要确保结构设计的质量，可以从以下方面采取措施：一，将不同区域的设计分开，以免造成信息混乱的现象；二，模型中要设有中性数据库，避免设计人员在平台上交流数据时出现混乱。协同处理的时候，中性数据库也能够很好地完成相关数据的整合、分析及处理，以提高建筑结构设计的协调性。

4 BIM 技术在建筑结构设计应用中存在的问题

4.1 缺乏标准体系

尽管BIM技术深受国内建筑企业青睐，在实际应用中也取得了可喜的成果，然而不可否认的是，国内的建筑企业在建筑结构设计中应用BIM技术的水平仍然比较有限，BIM技术在建筑结构设计中的应用标准也没有真正建立起来，体系化和规范化建设依然任重道远。从信息传递的角度来讲，BIM技术和设计软件的协调也是实际应用中亟待解决的问题，而从现阶段的情况来看，相关的标准和规范同样有待建立和完善。

4.2 应用成本较高

BIM技术自身的特点，使得该技术的应用耗资较高，一定程度上增加了企业的成本负担。在BIM技术引进的过程中，无论设备的采购还是人员的配置，都有着很高的要求，以国内设计人员现有的水平往往无法满足BIM技术相关要求，必须经过培训才能掌握相关的技术操作，培训所耗费的资金无疑又是一笔不菲的成本开销。同时，BIM技术设备的维护和升级也会造成成本的增加。以上这些因素，对于BIM技术在建筑结构设计中的推广和应用造成了一定的障碍。

5 结语

BIM技术的应用，对于建筑工程的结构设计而言意义重大。在经济社会不断发展，建筑行业竞争日趋激烈的背景下，建筑企业要提升建筑工程的质量水平和安全性能，进而增强自身的竞争力，更好地实现企业效益，就要引进先进技术，提高设计水平。从目前的情况来看，虽然BIM技术在国内建筑结构设计中的推广和应用已取得初步成果，但问题也仍然存在，还需要相关人员在今后的建筑结构设计实践中通过进一步研究和探索加以解决。

参考文献：

[1] 李轼，王科亮，刘媛.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材，2015（3）.

[2] 车俊.解析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰，2017（1）.