建筑结构设计中BIM 技术的应用分析

◎张飞天

近年来，BIM 技术快速发展，技术功能日益完善，被广泛应用于工程实践，有着不俗的表现。很多地区积极鼓励推广应用BIM技术，辅助建筑设计、工程管理、工程监理等。未来，建筑领域中此技术将会深入融合，推动建筑领域更好地发展。

一、BIM 技术的优势

人们看到造型独特且结构复杂的建筑不禁感叹，究竟是如何打造出来的？这其中少不了BIM 技术的奉献。BIM 技术的应用，通过搭建建筑模型，分析自身的数据分析处理能力和虚拟建造功能以及智能优化功能等，来解决建筑的技术难题。技术应用优势整理如表1 所示。

表1 BIM 技术的功能优势

二、建筑结构设计中BIM 技术的应用实例分析

1.案例概述。以某体育场建筑为例，设计为特大型体育场馆。从建筑结构设计方面，面临着很多技术难题，整理如表2 所示。对于面临的技术问题，通过信息集成，将构件数据存储整理到数据库内，形成基本数据与附属数据。其中，基本数据具体为构造数据和物理数据，比如功能数据和材质以及传热系数等。使用的附属数据，包括施工说明和技术标准等，利用复杂的数据，支持BIM 模型运行，实现对建筑的三维模拟，为结构设计提供支持和保障。根据参数关系，进行窗、门以及梁柱等构件之间的关系，确保构件修改实现关联性修改。基于可视化功能，分析建筑结构相符度和尺寸，通过观察和动态化演示，获得最佳的设计方案。

表2 技术难题

2.结构与场地分析。开展建筑结构设计，要把握科学性与系统性，设计时要对建筑主体进行合理化建设，深度研究与分析现场地质水文条件。采用BIM 技术手段，辅助结构设计工作的开展，利用动态数字信息，以客观环境为分析条件，进行建筑结构主体应力表现的分析。除此之外，结合运用GIS 技术手段，对作业现场条件进行模拟分析，能够为结构选型和体系结构分析提供保障，保障场地选择的合理性。建筑结构设计环节，除了进行局部的设置与排列，还涉及到结构抗震性分析和牢固性分析，分析结构方案能否达到质量要求。传统的结构设计模式下，开展结构分析，要消耗很多的人力与时间，结构分析结果的精准度难以有效把握。采用BIM 技术，利用风荷载分析软件和其他软件，分析风力因素和地震情况下建筑结构的性能表现，可获得相对准确的结果。将搭建的BIM 模型数据信息，相应的导入到分析软件，开展结构分析，若发现设计方案有着缺陷，则可通过修改参数，自动完成整体优化，有效提高建筑结构设计的质量。

3.协同设计。建筑结构设计并非独立运行，要和相关专业协同，提供高质量的技术方案。利用BIM 模型辅助设计，数据信息处于不断更新和增加的状态，若想把握结构设计的质量，通过数据的统计与共享能够达到设计的需求。通过搭建数据库，为各个专业的沟通提供平台，实现水暖和土建等的专业协同，提高建筑结构设计的质量水平。结构设计人员、暖通设计人员等通过有效沟通，对设计方案进行优化，可避免传统设计模式下的施工交叉问题和碰撞问题。当某个专业的设计参数发生改变，软件能够自动更新和调整，实现联动调整，克服传统二维图纸“一个改动动全身的局面”。例如，在Revit Structure 内，能够显示Revit Architecture 结构信息，为结构分析模型处理任务提供便利。基于协同平台，解决专业之间合作不畅问题。通过共享数据，高效完成设计工作。

三、建筑结构设计中BIM 技术的应用策略

1.构建BIM 模型。现代化建筑设计中，钢结构被广泛应用，成为新型结构形式。从钢结构设计的角度分析，涉及到的连接形式很多，比如梁柱连接和梁梁铰接等。开展结构设计，要结合梁的高度，做好连接件针对性设计，同时实现参数化，严格把控建筑结构设计的质量和性能。采用BIM 技术手段，辅助钢结构设计，通过数据共享，克服很多设计困难，同时实现对螺栓数量和布置间距等的精准控制，为钢结构构件制作和生产，提供品质较高的方案。设计时进行参数调整，便能够完成新连接件的设计与制作。对于加强件与连接件开展设计时，画出简单大样即可，可保障构件定位的准确性。随着BIM 技术的引入和发展，给建筑结构设计工作的开展，带来很大的便利，促进结构设计变革。利用技术的3D可视化功能与数据处理功能等，能够优化结构布局设计和细节的把控。然而软件使用全过程，也面临着很多问题，比如数据格式等，影响着技术的应用，需要加以完善和优化，增强BIM 软件的功能，结合建筑结构设计实际，进行功能的开发和优化，保证模型搭建的质量，严格把控技术应用的效果和质量。

2.应用BIM 技术辅助多方面设计。从设计的角度来说，利用BIM 模型，利用预制构件的数据信息，能够自动生成建筑构件预制的订单，实现对用料的精准统计，支持构件数字化加工以及精细化生产管理，把关建筑结构的性能和整体质量。施工作业期间，利用三维激光扫描仪，同时结合BIM 模型，能够使得各个点位坐标清晰可见，使得施工结构误差得到有效控制。利用软件的可视化功能，实现对复杂节点的动态化模拟分析，使得工艺技术交底到位，保障工程施工的质量。通过在BIM 模型内，添加构件安装时间节点，虚拟施工过程，通过虚拟进度以及实际进度的对比分析，掌握施工作业的进度，合理安排施工作业任务，保障工程有序开展，实现对质量的控制。

结束语：综上所述，建筑结构设计实践中，BIM 技术的应用，发挥着积极的作用，能够起到提升设计质量和效果的作用。文中结合设计实践，围绕结构性能分析和布局等的设计，分析BIM 技术的具体应用。BIM 技术并非完美无缺，还需要加以优化，更好地适应建筑结构设计需求。