建筑结构设计中BIM技术的应用探析

吴喆

摘要：BIM技术也叫做建筑信息模型，主要是基于建筑工程相关参数进行模型仿真构建，便于建筑结设计方案的编制，以及后期施工环节的展开。因此，本文对BIM技术在建筑结构设计中的运用，展开了分析和阐述。

关键词：BIM技术；建筑工程；结构设计；施工质量

1 BIM技术概述

1.1BIM技术概念

BIM技术是一种多维（三维空间、四维时间、五维成本、N维更多应用）模型信息集成技术，可以使建设项目的所有参与方（包括政府主管部门、业主、设计、施工、监理、造价、运营管理、项目用户等）在项目从概念产生到完全拆除的整个生命周期内都能够在模型中操作信息和在信息中操作模型，从而从根本上改变从业人员依靠符号文字形式图纸进行项目建设和运营管理的工作方式，实现在建设项目全生命周期内提高工作效率和质量以及减少错误和风险的目标。BIM的含义总结为以下三点：（1）BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。

（2）BIM是一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，提供可自动计算、查询、组合拆分的实时工程数据，可被建设项目各参与方普遍使用。（3）BIM具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享，是项目实时的共享数据平台。

1.2BIM的优势

CAD技术将建筑师、工程师们从手工绘图推向计算机辅助制图，实现了工程设计领域的第一次信息革命。但是此信息技术对产业链的支撑作用是断点的，各个领域和环节之间没有关联，从整个产业整体来看，信息化的综合应用明显不足。

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施工企业如何开展BIM技术应用

（1）BIM技术在建筑行业迅速发展的大背景下，随着国家相关政策的不断出台和建设投资方向对于BIM技术的重视程度增加，施工企业决策者要及时转变方向提出策略，积极主动地投入到BIM技术的研究和应用中。（2）BIM技术对软硬件的要求较高，需要投入较大的资金进行计算机硬件的升级换代，BIM技术软件前期投入费用较高，但是正版软件功能齐全，适合企业作为商业用途使用，软件厂家同时可以提供配套的咨询和培训服务。（3）BIM软件的使用需要既能够熟练地操作计算机又具有工程建设专业知识的技术人员，而且一个项目工程量很大，需要整个团队协同工作才能完成。培养和引进BIM技术的相关人员是BIM技术能否推广应用的关键。（4）目前施工单位对于BIM技术的应用还处于探索应用阶段，没有太多的实际工程经验，BIM软件中包括一些族库的设置都还不符合中国规范的要求，需要施工单位花费一定时间积累经验，建立起自己的构件族库，甚至自己的BIM企业标准。

4 BIM技术的应用前景

BIM技术在未来的发展必须结合先进的通信技术和计算机技术才能够大大提高建筑工程行业的效率，预计将有以下几种应用前景：（1）移动终端的应用。隨着互联网和移动智能终端的普及，人们现在可以在任何地点和任何时间来获取信息。而在建筑设计领域，将会看到很多承包商为自己的工作人员配备这些移动设备，在工作现场就可以进行设计。（2）无线传感器网络的普及。现在可以把监控器和传感器放置在建筑物的任何一个地方，针对建筑内的温度、空气质量、湿度进行监测。然后，再加上供热信息、通风信息、供水信息和其他的控制信息。这些信息通过无线传感器网络汇总之后，提供给工程师就可以对建筑的现状有一个全面充分的了解，从而对设计方案和施工方案提供有效的决策依据。

5结语

综上所述，本文从不同角度和方向，对BIM技术在建筑结构设计中的应用，进行了分析和阐述，其目的就是保证建筑结构设计方案的合理性，为建筑工程施工质量的提升，给予了基础性的保证，实现良好的经济效益，进而促进其行业发展的进程。

参考文献：

[1]邓乾.浅谈BIM技术在建筑结构设计中的运用[J].江西建材，2017（6）：52-52.

[2]彭宝莹，杨志杰，李娜.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥，2015（5）：197-197.

（作者单位：广东省建筑设计研究院海南设计分院）