建筑结构设计中BIM技术的应用

何 旷

（长沙先导恒伟房地产开发有限公司，湖南 长沙 410000）

现阶段，BIM技术随着我国建筑行业的快速发展而得到了迅速推广和应用。BIM技术给建筑结构设计行业所带来的理念是全新的，意义是重大的，作用是积极的。随着BIM技术的不断推广与应用，传统的二维平面建筑结构设计模式已经不能满足工程项目建设的需求，以BIM技术为全新设计理念的三维设计模式，以更加详尽的信息库建设水平、建筑相关信息的详细描述进入了工程项目建设之中。

1 建筑结构设计中BIM技术的功能

1.1 三维效果的体现

BIM技术并不是单一技术的运用，而是诸多新技术、新方法的集合载体。在BIM技术之中，三维技术是一项重要的组成部分。在建筑结构设计过程中，三维技术的使用可以将建筑物的建筑结构模型进行三维化的立体形态展示，设计人员可以通过BIM技术所建立的建筑物结构立体三维形态，对建筑结构设计中的多个模型单元进行详细的跟踪观察，如建筑管道系统、给排水系统。同时，在建筑结构立体形态的查阅过程中，可以根据所得到的具体结构单元的详细信息，运用科学的处置方法进行分析，从而最大限度地减少安全隐患及其他潜在问题。对于BIM三维技术建立的建筑物模型展示的结构问题，应当给予慎重对待并认真解决，因为该类情况很有可能在实际过程中出现，从而影响建筑工程整体建设质量水平和社会经济效益。具体的三维效果如图1所示。

图1 具体三维效果展示

1.2 推动建筑结构设计统一化

BIM技术的运用给建筑结构设计带来的视觉体验提升并不仅仅存在于三维技术的应用，BIM技术在应用过程中，可以对建筑结构内部的诸多结构模型单元如外貌、光源、材料特性等因素进行实时查阅，从而进一步推动建筑结构设计统一化。BIM技术对建筑设计统一化的作用不仅存在于建筑设计图纸的设计层面，同时还体现在建筑结构模型的预处理演算过程中。BIM技术可以对建筑结构设计之中的所有结构单元数据信息进行统一演算，从而渲染实际建筑效果，推动建筑设计统一化的实现。统一化组织架构图如图2所示。

图2 统一化组织架构图

1.3 促进数据信息协调信息化

BIM技术相较于传统设计模式的优越性还体现在信息处理能力上。BIM以现代科学技术发展为支撑，对建筑结构设计中的所有工程信息进行统一收集和处理，并于计算机软件内部快速建立相关结构单元的数据信息库，从而对建筑工程信息进行更快速的调用和处理。由于建筑结构自身是一个有诸多结构单元组成的大模块，所以各类信息在建筑物设计过程之中有着紧密的联系和交叉。这种统一数据库的建立为节省建筑结构设计作业时间提供了巨大便利，真正意义上实现了信息的定向查找、精确查找和针对性查找，有效避免了传统信息集成方法中信息准确性不高的情况发生，从而推动建筑结构设计工作高效开展。

2 BIM技术在建筑结构设计中的应用

2.1 分析建筑物结构功能

BIM技术的应用，可以将传统建筑结构设计过程中全部由相关设计人员进行的大量建筑结构性能分析工作进行简化和优化，不但在项目建设和设计的资金投入方面减少，同时也能有效提升建筑结构的经济效益。传统的设计模式，人为因素影响较多，工作量大且繁杂，对相关工作人员的工作状态有着很高的要求。BIM技术的应用，只需要将所有相关信息输入BIM模型中即可实现建筑结构功能的分析，同时对建筑结构设计方案中的不足进行及时修正，从而快速优化结构设计方案。建筑虚拟建模演示如图3所示。

图3 虚拟建模演示

2.2 协调建筑物结构设计

为了充分保障建筑工程项目建设质量，BIM技术在应用过程中会对建筑结构信息进行处理和分析，将已经建立的BIM模型信息通过软件交互截面及时准确传递给建筑结构设计人员。在这类信息传递过程中需要注意，不同的建筑结构对应不一样的BIM技术模型，为了保障信息传递过程的精确性和有效性，可以利用中间数据处理计算机软件进行辅助工作。此外，在协调建筑结构设计过程中，应当注意对BIM模型数据库进行科学有效的管理，从而使每一名建筑结构设计人员都能够以最快的速度对信息进行有效的识别与接收。建筑结构设计人员之间信息的有效传递，有利于实现建筑结构功能同装饰工程、给排水工程以及室外工作之间的充分协调，从而有效提升施工作业效率。

2.3 建筑结构模型信息的共享

设计工具是以BIM技术为基础，在建筑结构改造过程中发挥作用的，这类软件可以高效地实现模型建立、模拟分析、合理演算以及设计图纸的快速生成等功能，对BIM模型数据库信息的交互功能和储存功能有着巨大作用。除了该类建筑结构信息的高效整合，BIM软件可以在短时间内实现同一项目不同施工模块之间的结合，中心服务器的功能就如一个庞大数据库，充分地将室内设计、建筑结构设计以及机电设计等多个单元模块进行有机结合，使设计人员可以直接通过网络连接就可以实现相关信息资料的调取，从而有效辅助设计工作的进行。其具体实现流程：（1）以局域网络中心服务器为载体，建立中心文件资料库；（2）设计人员以各自的BIM核心建模软件为工具，同中心资料库实现连接，从而建立建筑信息模型。每一个不同专业模块都可以通过中心文件，将建筑结构设计中的信息与其他专业设计人员进行有效的信息共享。

2.4 施工作业现场和建筑结构的剖析

建筑工程整体施工质量的保障，一方面来源于合理的结构设计方案，另一方面也源于施工现场的施工作业质量。同时，施工现场由于受到其他因素干扰的概率远远大于结构设计工作，因此对施工现场作业环境因素的考虑是十分有必要的。BIM系统可以通过信息系统与地理信息进行整合，从而依据施工现场状况建立建筑工程模型。与此同时，设计人员也可以根据相关数据对现场施工进行一定的修正，从而实现建筑结构设计与现场施工作业之间的有效匹配，进而提升项目整体建设质量。

2.5 在钢结构建筑中结构建模的运用

钢结构是当前建筑工程中广泛采取的结构形式之一，在应用BIM技术对钢结构进行建模的过程中，建筑结构设计人员可以更容易地获取如加强件和连接方面的信息参数，尤其是对钢结构中常见的螺栓数量可以进行更好的掌控。同时，钢结构的连接存在多种形式，在进行具体设计方案确定时应充分考虑梁高等因素，从而使连接部分满足相关设计要求。BIM技术的运用，使设计人员通过对相关参数的修正就可以进行连接部件的设计，极大地提升了工作效率。

3 结束语

综上所述，BIM技术在建筑工程项目建设中的广泛应用，不但在建设成本上有所降低，还有利于可持续发展理念的贯彻与提升施工效率。但现阶段BIM的应用过程中仍然存在着一定的问题有待解决，相信通过BIM技术运用经验的不断积累，类似的问题一定会越来越少，从而使BIM技术在建筑结构设计中发挥出更好的作用，实现建筑结构设计的优化和施工质量的提高。