建筑结构设计中BIM技术的应用

2021-02-08吉安市建筑设计规划研究院

门窗 2021年10期

王琨吉安市建筑设计规划研究院

1 前言

近年来，我国建筑工程实现了全面发展，而BIM技术的出现，也进一步推进了建筑工程朝着新时代领域迈进。在建筑结构设计中，BIM技术可以展现出良好的应用优势，通过BIM技术能够直观地了解整体建筑结构，同时及时发现图纸设计环节存在的问题，避免由于施工错误对整个工程产生的影响。

2 BIM技术概述

2.1 BIM技术概念

基于新时代科技水平的不断提升，对我国现代建筑提出了全新的要求，然而现阶段的建筑大都为复杂的综合结构，在建筑整个环节涉及众多领域内容，而且现代建筑工程规模庞大，项目都是多方参与，导致现代建筑工程十分复杂。

BIM技术是基于现代技术诞生的新型技术手段，作为建筑信息模型技术形式，BIM在整个建筑领域发挥着重要作用。利用BIM技术可以依托计算机技术和信息技术来呈现出立体建筑模型，BIM结合建筑工程的多种学科，呈现出整个建筑项目信息，将施工技术和流程以数字模型的方式呈现出来，有利于建筑工程管理与设计。另外，BIM技术在建筑结构设计中的应用，还能够起到图纸检查的工作，能够准确地验证建筑结构中存在的问题，并针对实时数据进行修正，确保建筑工程施工的准确性，避免重复返工，从而保障建筑工程的顺利开展，降低施工成本。

2.2 BIM技术发展现状

对于我国当前的建筑领域来说，BIM技术已经得到了广泛应用，大部分建筑企业意识到了BIM技术的应用价值。但是在实际的应用实践中依然存在许多问题，比如企业并没有统一的模型数据，导致BIM技术应用时存在模型浪费的现象。另外，许多建筑企业为了追求更高的效果，并未形成统一的模型标准。

在我国现代建筑领域中，BIM技术可应用的范围仍然不够广泛，技术人员在应用BIM技术进行结构建模设计时，也无法深入地理解BIM技术的作用。作为一项全新的建筑设计理念，如果没有统一的模型建设标准，在建筑结构设计中就会存在数据不明确的现象，从而引发结构设计不精确，实际施工出现返工的现象，因此不但耽误工期，同时也浪费成本，不利于建筑企业的长远发展。

2.3 BIM技术特点以及在建筑结构设计中的应用优势

随着现代BIM技术的不断完善，其可以展现出良好的协调性、可视化、模拟线以及优越性等特点，并在应用中能够根据相应的技术措施了解建筑结构的设计情况，同时根据模拟试验结构，了解建筑施工中可能发展的状况，并及时采取有效的解决措施，避免施工事故的发生。另外，BIM技术还能够实现数据资源的优化，可以确保建筑结构具备足够的安全科稳定。当前建筑结构设计师还会设计许多领域内容，因此设计人员并不能全部掌握，但是通过BIM技术就能够准确地把控所有领域的内容，从而提高就建筑的安全性。

（1）图纸修改功能。在建筑结构设计中运用BIM技术，可以将所有设计信息都呈现在建筑模型上，并利用这种方式进行建筑结构的图纸设计，当后期施工需要对图纸进行修改时，设计人员只需要通过对BIM模型中的某项信息进行修改，就可以对整个结构设计进行全面调整，相关数据儿也会实现自主修正，全面降低了人工修改图纸的复杂度和工作量，同时也降低图纸修改引发的错误。利用BIM技术除了能够实现数据信息的自动修正功能，还可以实现图纸内容的自动修改，减轻设计人员的工作量，从而将更多精力放在细节把控上。

（2）数据信息化功能。对于BIM技术来说，作为一种现代化信息技术手段，信息是BIM技术核心。相比于以往的建筑结构设计来说，采用BIM技术能够实现信息的可携带性。为此，可以将BIM技术模型看作结构设计数据库，在实际设计中，通过BIM技术进行数据查询，实现数据信息的最佳匹配。在建筑工程结构设计中，如果需要调取任何数据信息，都可以从BIM技术模型中快速获取，提高了数据信息的利用效率，同时也发挥出了信息关联的有效性。在BIM技术的支持下，建筑结构设计可以有效地避免认为数据输入引发的误差，提高建筑结构设计的精确度。

（3）一体化功能。在建筑结构设计中运用BIM技术不但能够直观地呈现出建筑整体模型，还能够利用信息技术手段，将项目中各类信息的内容以及属性更好地呈现出来，有利于施工人员的合理掌控。在BIM技术支持下，可以对建筑结构设计中的各类信息进行综合汇总，不但能够对建筑结构的安全性能进行分析，同时也可以从建筑的舒适度以及能源角度做出综合评价，以此来设计出完美的建筑结构。另外，BIM技术还可以发挥出CAD设计能力，构建标准的结构设计图，实现计算和渲染一体化功能。

3 BIM技术在建筑结构设计中实现的作用

3.1 建筑结构智能化设计

在现代建筑工程管理工作中，建筑结构的设计是一项至关重要的环节，直接关系着整个建筑工程的施工进度和最终呈现的建筑效果。然而将BIM技术应用在建筑结构设计中能够通过3D模型软件，将整个建筑工程复杂的图纸转换成直观地立体模型，同时还可以根据实际建筑需求，对比某两个建筑环节的数据，从而达到优化建筑效果。倘若建筑结构设计中存在不合理问题，能够通过BIM技术直观地展现出来，也能够实现数据的智能化修订，降低人工计算的复杂工作量，也有效避免计算失误的现象发生。

3.2 建筑工程结构设计协调性

对于当前建筑工程项目而言，施工环节对整个建筑的交流以往都是通过图纸进行数据互通，但是这种交流模式仅能够提供部分人直接的交流，很难实现数据互通，造成数据信息存在一定的局限性，不但会使建筑结构设计存在延期现象，甚至也会引发施工错误问题。而在建筑结构设计中采用BIM技术能够有效摆脱注意弊端，通过BIM技术能够结合计算机数据终端构建良好的建筑工程数据库，通过数据库共享工程信息，各部门能都能够实现信息的快速查询，同时也增加了各部门的联通效果，有助于各部门之间的协调作业，提高建筑结构设计的协调性。

3.3 建筑结构设计可视化

BIM技术是现代科技的集合产物，其在现代建筑领域中占据重要地位同时在应用中也展现出良好的应用价值。利用BIM技术实现程式化建筑结构设计，能够实现整体结构的三维立体建模效果，更加直观地呈现出整体建筑结构，通过建筑结构设计模型可以传递各类建筑信息。以往的建筑结构设计往往是采用CAD进行图纸绘制，然而这种方式的结构设计很难直观地将建筑信息体现出来，从而影响人们获取建筑信息的效率。通过模型结构呈现出丰富的建筑结构信息，让人们能够直观地了解建筑布局和基本数据信息。

4 建筑结构中BIM技术的实际应用

4.1 BIM技术在建筑结构性能分析中的应用

对于我国现代建筑结构设计来说，性能分析是一个重要环节，通过BIM技术能够利用特殊结构元件提高建筑屏幕设计要求，保障建筑结构性能的可靠性，还需要实现隐式设计功能。在现代建筑结构的性能分析环节中，通过BIM技术能够对整个建筑结构进行转化，并分析数字模型来呈现性能结果，比如在建筑地下室的结构性能分析中，不但要考虑管线分布因素，也要考虑建筑材料的应用效果。所以，通过BIM技术的应用能够直接了解相关设计参数，同时对地下室的实际环境进行模拟分析，更好地看出地下室的性能，从而提高结构设计质量。

图1 BIM的建筑结构性能分析

4.2 BIM技术在参数设计中的应用

通过现代BIM技术的实现，建筑工程的结构设计能够更好地呈现多个参数纤细，同时每一个参数之间都存在紧密地联系，只有实现自动关联与修正，才能更好地掌握建筑结构的合理性。利用BIM技术能够对建筑结构进行数据库构建，同时对相应的参数进行修订，保障建筑结构的合理性，而BIM技术在参数设计中还能够实现高效的录入功能，提高参数信息的精准度，从而提高建筑工程结构设计的可靠性，满足后续施工需求。

4.3 BIM技术在构件设计中的应用

对于现代建筑结构的构件设计中，对设计人员提出了更高的要求。以现浇筑混凝土结构设计为例，在建筑构件结构设计环节必须要求相关人员全面了解建筑地下区域的管线分布，掌握建筑功能需求，同时对建筑结构进行科学分析，预制装配式结构的设计也要求设计人员全面考虑各构件的连接与节点。为此，通过BIM技术的应用，能够实现图纸的立体化模型呈现，从而对建筑结构进行合理优化，实现良好的设计效果。