建筑结构设计中BIM技术的应用

唐万帅

摘 要：随着经济的快速发展和科技的不断进步，现代信息技术已经广泛应用在社会生产和人们的生活中，建筑工程具有施工工期长、施工影响因素多的特点，在建筑工程施工过程中，建筑结构的设计十分重要，只有保证建筑结构设计的合理性，才能保证建筑工程的施工质量，才能保证建筑物安全、稳定的使用。采用 BIM技术进行建筑结构设计，能有效的提高建筑结构设计的可靠性，更加经济、快速的完成建筑施工项目，BIM技术对建筑结构设计有十分重要的作用。

关键词：建筑结构;设计;BIM技术

一、BIM技术概述

BIM的理论基础主要源于制造行业集CAD、CAM于一体的计算机集成制造系统CIMS理念和基于产品数据管理PDM与STEP标准的产品信息模型。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，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表達。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，可被建设项目各参与方普遍使用。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。

建筑工程在现代不断的发展，其规模不断的扩大，人们对于建筑物的要求不仅仅在于功能方面，建筑物结构越来越复杂，体型也越来越多样化，因而工程项目中涉及的信息量也越来越大。这些信息作为建筑企业重要的资源，如果能够加以利用，不但能够缩短工期，节省开支，还能够保证施工质量、避免安全事故的发生。所以，信息技术开始在建筑工程中展现巨大的优势，得到了建筑行业的一致肯定。如何才能够科学迅速的处理建筑工程中的各类信息，控制成本并安排工期，同时在设计过程中及时的发现失误以及不当，避免对整个工程的影响就显得尤为重要。基于此，针对整个建设施工过程的全面信息管理便成为了当代建筑企业不可或缺的内容。作为整个工程信息源头，建筑设计具有核心地位，也是BIM技术关注的重点内容。作为建筑设计行业的革命性技术，BIM技术使得设计从二维向三位方向转变，同时作为整个建筑行业的信息革命，BIM正展现出无与伦比的生机活力。

二、BIM技术的特点

（一）可视化。传统的建筑设计只能通过纸张或者计算机2D/3D软件完成，其主要作用是为后期施工提供相应的规格尺寸及效果展示，但还需要借助人们的空间想象才能将整个建筑在自己的脑海中呈现。BIM技术的出现为建筑模型的直观展现提供了平台，设计人员的设计理念能够直接在建筑模型中展示出来，有助于建筑企业内部的人员交流，并对相关的设计进行讨论，做出最佳决策。

（二）协调性。协调性首先是设计部门内部各专业人员间的组织协调，在内部形成一个有效的标准性文件，便与推动建筑工程的进程。另外BIM技术还能够在建筑内部相关布置以及空间设置上起到协调的效果，例如楼梯井的布置、防火区布置、水管布置、线路布置以及其他辅助布置等。

（三）模拟性。BIM技术能够利用建立模型来模仿现实中的建筑，并通过其表现形态得出一些具有重要参考意义的数据。例如在进行材料配比与承受应力之间的关系时，仅仅通过经验与猜测难以找到最佳配比的真实比例，因此可以借助BIM技术将利用优化技术设计的方案数据输入仿真系统中，模拟建筑的结构，在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况，将得到的数据绘制成统计图，明确找到最佳配比点。

三、BIM技术在建筑结构设计中的应用

（一）三维设计中BIM模型的碰撞检查

在建筑项目的施工前，传统的2D图纸往往在使用过程中不能有效地反映个体以及系统之间的碰撞，时间紧、多专业协作、沟通不充分导致个体离散行为具有很大的不可预见性，使得设计人员很容易疏漏掉部分碰撞问题。所以，这就很需要运用BIM技术中的三维BIM模型进行三维碰撞检查，这种监测的过程不仅能消除施工过程中的硬碰撞和软碰撞，更能减少建筑施工过程中的返工问题和错误带来的损失，进而优化设计到后期优化施工图出图并交底，建筑施工人员也可用BIM技术碰撞检查优化后的3D模型方案进一步进行施工进度模拟和施工统筹模拟，提高建筑设计和施工的质量。

（二）BIM技术在建筑结构设计中的可视化

BIM技术是利用三维模型将真实的建筑构件展示出来，传统的建筑结构设计中，常采用CAD技术进行施工图纸绘制，这种方法很难将更多的建筑构件信息表示出来，运用BIM技术在设计阶段，构建建筑构件三维实体模型，能直观的观察建筑构件，分析建筑结构的功能布局，推断建筑体量。在大型的建筑工程结构设计中，采用BIM可视化技术，能对建筑结构进行动态演示，对建筑结构的尺寸、相符度进行考察，从而确定最优设计方案，采用BIM技术能快速的检测出建筑结构设计中存在的漏洞，确保设计质量。

（三）BIM技术在建筑设计中不同专业协调设计中的应用

BIM技术在建筑设计中的应用，通过创建数字化、唯一的模拟信息化模型，该种设计模型的数据能够跨越不同的专业，在水暖、机电、结构、建筑等系统之间相互交换，集成化的设计模型将不同专业设计师完成的三维模型所携带的信息，更加方便的与其他专业团队进行共享，保证建筑设计的所有参与方都能够在掌握建筑设计所有信息的前提下进行工作，这种方式改变了施工企业、制造商、业主、设备工程师、结构工程师、建筑设计师等各个参与方的工作协调模式，保证所有的参与方能够使用基于相同参数的建筑模型进行协同工作，例如，在进行建筑设计的过程中，建筑设计师需要添加构件时，结构工程师将墙、柱、梁等材质结构的信息完整的输入到BIM模型中，设备工程师根据添加构件的位置、方式以及数量等，在建筑内部进行各种设备的配置，通过测试各种设备的数据信息，当出现异常时进行调试，保证建筑的整体设计效果。通过将BIM技术应用到不同专业协调设计中，各个专业的工作人员能够实现信息的完全共享，便于进行协同工作，保证建筑设计以及施工能够正常、有序的进行，进一步保证建筑的质量。

四、结语

综上所述，在建筑工程中使用BIM技术，不仅可以优化建筑设计，还可以提高工程的效率，在建筑工程开始之前对数据进行集成分析，并实现对工程数据的动态管理，提高工程设计的效率促进建筑工程的良好发展。