BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究

裴丽娜

摘要：近年来人们生活水平的提高，对建筑施工质量的要求也在提高。建筑物的建设质量是非常重要的，将会直接影响到建筑物的使用寿命和人们的生命安全。要想提高建筑物的建设质量就必须要做好设计环节方面的工作，提高结构设计的质量。因此，必须要充分利用现代化科学技术，来优化设计环节方面的工作。BIM技术在我国建筑结构设计当中占据着重要地位，尤其是在动态控制、模型建造以及绿色可持续设计环节，工作人员在结构设计环节当中要充分利用和挖掘BIM技术的功能，来提高设计活动的准确性和安全性。且可以通过三维建模和可视化技术当中发现设计方案存在的不足，让设计方案更加精细，更加完整。本文就BIM技术在建筑工程结构设计中的应用展开探讨。

关键词：BIM技术;建筑工程结构设计;应用

引言

近年来，建筑行业可谓如日中天，不但消费人群成倍增长，各种新型的工程管理技术、设备、理念也不断涌现，这些都是当前建筑业发展的重要元素。BIM技术在科学技术发展前期就已经出现并在西方国家广泛应用，很大程度上带动了西方经济的发展。我国应用BIM技术相对较晚，但是其所带来的影响非常明显，加之我国目前的生态环境状况及可持续发展战略的提出，BIM技术在建筑工程结构设计中推广与应用是非常有必要的。

1BIM技术的概念分析

BIM是建筑信息模型的简称，是以现代化信息技术为基础发展起来的软件工具，在建筑设计活动当中通过自身可视化、协调性、模拟性以及可出图性的功能，对建筑信息资源进行收集和处理，以计算机作为载体将设计图纸转变为三维模型，并进行参数设计。以此，来检设计图纸的可实施性，检验设计图纸当中是否存在漏洞，进行实时的数据调整，从而避免重复施工、反复施工的问题，指导后期建设工程有序的开展，达到降低成本的目的。

2BIM技术特点

2.1协调性

在传统的建筑施工过程中，往往采用的是图纸或文件交流的方式，这样的交流方式只是个人之间或一小部分人之间的交流，并不能实现资源及数据共享，很容易由于信息隔层情况导致建筑工程设计存在的问题延期解决或不被解决的状况。BIM技术的出现能有效解决这一问题。首先，BIM技术能够通过计算机的数据终端在各部门之间创建数据库及相关法规数据，一方面实现了部门之间的数据共享，增加了沟通交流的机会;另一方面，法规数据的建立有利于部门之间工作原则的建立，BIM技术在建筑工程管理中的价值也更加突出。

2.2可视化

传统二维设计中，利用线条将不同构件绘制在图纸上，需要建筑施工人员通过主观联想设计现实的构造样式。而利用BIM技术的可视化，能把传统的线条式构件进行三维处理，实现三维直观化，无须人工再行处置。

2.3模拟性

BIM技术以现实为基础构建相应模型，应用过程中可以通过技术措施对建筑结构设计情况进行直观的观察、分析。设计人员通过模拟实验对建筑施工期间可能出现的问题进行模拟，找出最为合理的解决措施。

3BIM技術在建筑工程结构设计中的应用分析

3.1控制设计动态

建筑工程活动是一个复杂且长期的过程，是需要严格的施工计划进行施工指导的，而不科学、不全面的设计施工方案将会直接影响到工程建设的周期和质量，直接给企业带来严重的经济损失和社会负面影响。通过BIM技术可以对施工进度进行跟进，达到实时监控的目的，从而建立起一个完整的建筑参数数据库。且每个参数数据都具有着各种各样的联系，这样当建筑活动当中某一个参数数据发生变化，就可以看到后期建筑参数的变化情况，则可以更好的指导后期实践活动的开展，提高结构设计的科学性，保证工程可以按时、按质、按量的完成。

3.2钢建结构模型中的应用

钢建结构是多数建筑结构设计中需要使用的基础结构，在实际设计过程中该部分设计难度较大。设计人员需要考虑各零散钢建之间的连接，还要考虑这些零散钢建的使用参数并根据设计需求制订连接方案，充分发挥钢建连接的最大作用。钢建连接成功后，还要实地考察连接效果并运行各参数，是一项难度系数较高的工程。BIM技术在钢建结构模型中的应用不需要如此复杂的连接过程，系统会自动对钢建参数及钢建间距进行调整。上海白玉兰广场为BIM技术在钢建结构模型中应用的典型建筑，与同类建筑工程相比上海白玉兰广场钢材的使用量较少，且建造过程中的装备利用率较高。

3.3对建筑空间进行规划

建筑空间规划在结构设计过程中需要及时进行关注，这也是建筑结构设计的初始环节。在建设区域确定后，设计人员要对该区域进行空间规划，若该区域的地形状况较为复杂，需要开展较为深入的空间规划分析。借助BIM技术对建设区域进行空间规划，分析建筑区域的坡向、坡高、斜率等参数，针对复杂地形建筑空间，提供有效的设计技术支持，进而开阔设计人员思路。通过GIS技术进行坡度分析，建立相关BIM模型，对各类参数进行模拟，设计人员通过模型对施工区域进行全方位、多角度的研究，获取大量基础性数据，为后续正式的建筑结构设计、空间规划工作提供详实资料。在建设区域地形分析工作完成后，设计人员即可开展空间规划工作。另外，通过BIM技术还可以在建筑内部进行视野分析、可视度分析，类似于坡度分析，设计人员建立相应模型实现对各项功能的分析、调试，综合多种因素，最终确定三维空间规划实际情况。

3.4建筑结构性能分析

建筑结构是建筑项目的核心部分，进行建筑结构设计不仅要选取具体的结构件进行组合，同时还要研究建筑项目建成后的应力表现，判断其在竖直、水平及振动载荷条件下是否具有较高的水准。建筑结构性能是否科学、合理，直接关系建筑项目是否坚固、稳定，是否可以长期安全地使用。因此，为保障建筑项目的施工质量，在建筑结构的设计阶段就要做好相关性能分析工作。在传统的建筑结构设计模式下，有时消耗了大量的人、财、物力，但得出的成果却没有足够的价值。为避免这种情况的发生，在建筑结构性能分析中要注意合理、科学地应用BIM技术，把建筑项目模型的全部数据导入到分析软件中，通过自动化分析得出精准的数据信息，指出建筑设计存在的不足，并提出相应的修改建议，使设计人员可以根据建筑项目实际与改正意见修改设计方案，进一步提升建筑项目的结构性能。从这个角度来看，将BIM技术应用到建筑结构的性能分析中，可以根据建筑结构的使用需要，明确建筑结构应具有的性能，并提出优化意见，这对于提升建筑项目的整体使用价值是大有裨益的。

结语

综上所述，我国城市建筑活动越来越复杂，尤其是近年来建筑类型逐渐朝向高层建筑的方向发展，更是增加了建筑安全事故发生的频率，在这种情况之下设计工作者更应该利用好BIM技术，做好建筑结构的设计工作，提升设计信息之间的共享率，提高团队合作的效率，增加设计方案的科学性以及可实施性，落实建筑物领域中的绿色可持续发展理念。

参考文献

[1]王栋磊.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].城市建设理论研究（电子版），2019（1）：65.

[2]安康.基于BIM技术在建筑工程结构设计中的推展应用分析[J].包装世界，2018（7）：150-150.

[3]吴守荣，李琪，孙槐园，等.BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用与研究[J].铁道标准设计，2019，60（11）：115-119.

[4]郭丽芳.BIM技术在建筑工程结构设计中的实践[J].现代物业（中旬刊），2019（8）：82.