结构设计中BIM技术的优势应用研究

田红霞

摘 要： BIM技术是一项现代化科学技术，具有三维可视化、数据化、参数化、可模拟化的特征，应用于工程结构设计中，可创建三维可视化建筑模型，实现建筑结构设计的统一化，提升结构设计效率与质量。在设计工作中，应用BIM技术，首先会加载BIM建筑模型，布置受力构件，再检查模型，并在后续工作中完善信息参数，提升设计水准。

关键词： 结构设计;BIM技术;优势;应用

【中图分类号】TU74      【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）13-0089-01

近些年，建筑行业蓬勃发展，2019年建筑业发展统计分析报告显示，2019年全国建筑业企业完成建筑业总产值24.84万亿元，完成竣工产值12.38万亿元，完成房屋施工面积144.16亿平方米，完成房屋竣工面积40.24亿平方米，行业整体需求持续旺盛，建筑工程设计、施工、管理理念不断更新[1]。BIM作为一项融合应用了计算技术、信息化技术的现代科技，应用于工程结构设计中，能够实现三维结构设计，将建筑结构、给排水系统、暖通系统等整合在一起，确保各个系统的协调性，同时，构建建筑信息模型后，有利于实现建筑工程项目投资、设计、施工、竣工等全过程的动态管理，强化对于工程质量、进度、造价等模块的管控力度，切实优化工程建设效益。

1 BIM技术的优势分析

BIM（Building Information Modeling）是一项以数字技术为核心，根据工程设计参数及图文信息建立仿真模拟工程，再以此为基础展开工程设计、施工、运营管理的技术[2]。BIM中融合应用了可视化、虚拟仿真、数据共享、数据交换、三维建模等信息技术，是一项集合了三维可视化、数据化、参数化、可模拟化特征的信息集成与管理技术，被广泛应用于建筑全生命周期管理中。此外，在工程结构设计中，BIM的应有优势有以下几点：

（1）创建三维可视化建筑模型。应用BIM技术，能够构建出工程结构的立体三维模型，并动态跟踪观察建筑内部的燃气管道、给排水管道、暖通系统等具体模型单元的设计，采取科学方式展开分析，确保各个系统之间的协调性，最大限度消除安全隐患和质量缺陷。

（2）建筑结构设计统一化。建筑信息模型中集成了多类建筑信息，除了建筑结构外，还能够实时查阅到各结构模型单元的外貌、光源及材料特性，让建筑功能参建人员直观了解建筑工程信息，让设计单位、建设单位、施工单位、监理单位能够基于信息模型交流協作，让业主、承包单位、设计单位、材料供应单位基于建筑信息模型展开相关工作，提升各单位对于项目施工的掌控度，实现建筑结构设计的统一化。

（3）提升结构设计效率与质量。基于同一个BIM三维建筑模型，不同系统设计人员可展开协同设计，遇到相关联的问题线上探讨，促进信息交流，提升设计效率，而且，直接在技术软件中，构建起三维可视化建筑模型，录入相关设计参数，应用力学分析模块，能够直接测试建筑结构力学稳定性，确保设计质量[2]。

2 结构设计中BIM技术的具体应用分析

2.1 基于BIM 技术展开设计工作

在工程结构设计中，应用BIM技术进行设计的流程为：

（1）加载BIM建筑模型。初步设计阶段，结构设计师应基于建筑工程基础构件、施工工艺、施工设备等方面的要求，遵循建筑功能及艺术要求，构建主体结构模型，借助于 Revit 软件的可视化功能，在结构样板中到日计算机辅助设计文件，构建三维立体可视化建筑模型，以相似模型为参考，不断改进。

（2）布置受力构件。在加载好的BIM 建筑模型上，进行建筑结构承重构件、水平构件和竖直构件的碰撞检查，在这项工作中，设计师可以应用专业平台的多窗口，显示出各个基础件的布置结构特征，结合三维可视化建筑模型，调整不同建筑结构构件之间的冲突，也可以应用碰撞检查软件，比如 Revit 软件、 Navisworks 软件，展开建筑结构构件、工艺、设备间的碰撞检查，先创建项目样板，构建三维结构模型，进行模型整合分析，再展开碰撞分析。定位不同构件间的冲突位置，加以调整优化，改进梁、板、柱出图，形成最终施工图，确保设计方案的科学合理性。

（3）检查模型。优化调整建筑结构受力构件后，借助于BIM 技术的信息共享优势，应用有限元分析软件，对建筑信息模型的构件尺寸、荷载工况、边界约束条件等进行综合分析，根据分析结果调整结构模型，最后再导入 BIM 建模软件中，确定最终的结构设计模型[3]。

2.2 优化施工图纸设计，完善信息参数

在建筑工程结构设计阶段，除了结构设计工作外，还应该以设计图为基础，完成原材料采购、施工设备调配、施工人员配置、非标准性设备制作等工作，任务繁重。为了高效完成任务，可以充分利用RevitAr-chitecture、RevitStructure 这两个软件，实现建筑结构平面视图到施工图的转换，借助于Revit 平台，清晰完整地展现施工图信息。在工作过程中，如若发现结构施工图存在问题，应及时修改，期间可应用视图的关联功能，提升结构施工图设计效率[4]。

3 结语

综上所述，随着城市化建设进程的持续推进，我国建筑行业投资总额持续增长，建筑工程建设规模不断扩大，建筑行业利润可观，业务多，建筑企业如雨后春笋般冒出，市场竞争日益激烈。要想提升核心竞争力，建筑企业必须与时俱进，从各方面进行创新提升，引进新理念和新技术。在建筑工程结构设计上，BIM有着显著的技术优势，值得在工程设计中推广及应用，让其成为工程结构设计高效化、一体化发展中的助力剂。当前，我国现代建筑工程结构设计中，BIM技术的应用已取得一定成效，但仍需不懈努力，与时俱进，基于建筑行业发展情况创新BIM技术应用模式，制定行业标准，切实提升BIM技术的应用水平。

参考文献

[1] 张宏博，王祥国，张文东，袁本哲，崔健.基于BIM技术的下承式大跨度尼尔森体系简支拱桥施工[J].高速铁路技术，2020，11（03）：108-112.

[2] 祝天瑞，李果，刘彦生，任晓勇，高翔，蔡为新，刘春.上海国家会展中心规模提升工程结构设计[J].建筑结构，2020，50（12）：46-52.

[3] 龙桂元，韩春龙，李大卫.一种基于BIM技术的大体积混凝土循环冷却水管快速布置方法[J].工程建设与设计，2020（10）：139-140.

[4] 何林云，汤宇，彭学军，罗朝华，丛培.浅谈Revit及Navisworks在连续梁钢筋优化中的应用[J].工程建设，2020，52（05）：46-49+71.