BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究①

庄波

【摘要】现阶段，我国建筑行业发展迅速，在建筑工程项目施工过程中，建筑结构设计的合理性和科学性直接关系着整个建筑工程的质量和安全性能。随着现代化技术水平的不断发展和应用普及，BIM作为一种现代化的手段开始在建筑设计中应用普及开来，并取得了很好的应用效果。借助BIM技术的应用，建筑结构设计过程不仅可以实现数据的共享，同时可以借助可视化的数字模型，实现对建筑结构的模拟分析，对于建筑结构设计水平的提升起到了重要的促进作用。本文立足建筑工程设计工作实践，围绕BIM技术在建筑结构设计中的应用进行了具体的探讨。

【关键词】BIM技术;结构设计;应用分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

在传统的建筑结构设计中，设计师们无法直接看到立体模型，不能及时发现建筑结构中的问题，导致建筑过程中出现纰漏，增加建筑成本的同时也会影响建筑质量。在建筑结构设计中充分利用BIM技术，可以保证建筑设计更具科学性、可行性。

1、BIM技术的概念

BIM虚拟技术指的是使用图像和3D模型动态显示原始建筑的技术。在BIM设计过程中，将设计参数、属性等相关因素联系在一起，并将信息内置到计算机系统中以构建三维可视化模型。无论是在地下管线网络还是摩天大楼，均可通过BIM模型进行虚拟显示，从而实现与实际场景完全一致的精度。此外，从最初的设计阶段、施工阶段到最终的拆除和重建，都可使用BIM虚拟技术存储该阶段的数据。BIM虚拟技术的应用已逐步获得发展，不仅用于建筑项目，也用于一些基础项目，如道路建设、桥梁工程以及城市污水处理系统、市政排水等方面。另外，BIM技术还可为日常生活提供便利，如使用BIM虚拟模型可预测降雨量和流向。

2、BIM技术的特点

BIM技术具有协调性、模拟性、优化性、可视化、可出图性五个特点，在应用BIM技术过程中协调性是指，能够对功能协调性进行实现，有效避免一些不必要的冲突发生，从而减少对建筑整体功能的表述造成的影响。BIM技术主要是以现实为基础，并构建相应模型的一种新型技术，建筑设计人员在应用BIM技术时，可以根据技术措施对建筑结构设计情况进行更加直观地观察与分析，同时可根据模拟实验，模拟建筑施工过程中可能会发生的问题，并找出合理的解决策略。与此同时，BIM技术不仅能够对资源数据进行优化，也能够使建筑结构实体的安全性与稳定性得到大幅提升。现代建筑结构设计会对多个专业领域的内容进行涉及，导致设计工作人员根本无法对进行各类影响因素全面的掌握，此时，通过对BIM技术的应用，能够保障建筑结构设计的安全性，即有效减少各种危险因素对建筑物造成的危害。

3、BIM技术在建筑结构设计中的应用探析

3.1在建筑结构参數设计中的应用

基于BIM技术应用下的建筑模型自身就是一个包含所有设计元素及信息的数据库，依托先进的信息技术支撑，建筑结构的模型设计中各项数据参数都是紧密相连的，且具有自动关联和修正的功能。在设计应用过程中，设计人员可以通过该数据库中的信息资源实现对建筑工程结构模型的构建工作，同时在设计过程中对不同的参数进行相应的调整，从而确保BIM系统在建筑工程结构设计过程中可以及时的更新数据库信息。BIM技术在建筑工程结构设计中的最突出优势在于其可以实现高质量、高安全性和可靠性的设计信息录入和输出功能，科学化匹配对应的数据信息，这对于提高建筑结构设计的质量有着重要的促进作用。

3.2可视化设计

BIM技术中的三维技术能够为建筑结构构建出相应的立体效果，带来更直观的视觉冲击，方便用户对建筑构件大小、方位以及采用的材料进行观察，为用户提供便利条件。BIM技术的可视化特点，可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局与细节之处，更精准地找到设计漏洞，避免因设计方案引发更多问题。例如，楼梯高度是否符合标准，是否会碰到用户的头部，梁的尺寸是否影响建筑净空等，都可通过BIM技术中的可视化技术进行查看。由此可见，BIM技术在建筑结构可视化设计中有着不可忽视的作用，不仅保证建筑设计过程中的工作效率，还能提高工程建设的整体质量，在一定程度上提高建筑结构设计精度，降低误差。

3.3在施工现场的应用

将BIM技术充分应用到建筑项目的施工现场中，能够有效地提高施工现场的管理效率。具体来说，BIM技术的应用能够形成更加科学、合理的建筑结构设计模型，体现出地理信息技术的特点，将施工区域中的地质环境和环境情况进行良好的展示，并提高相关人员对施工现场环境的了解，针对性地对具体的施工设计方案进行修改和调整，保证施工方案的有效性，使其能够更好地满足建筑结构的施工质量要求，促进建筑施工现场的管理效率的提高。

3.4碰撞检查

在碰撞检查中，可直接将模型导入到NAVISWORKS软件中，即可通过软件自带功能及漫游功能来满足碰撞检查要求，加强图纸及方案设计的合理性。碰撞检查并不针对全部施工内容，其需要通过对检测结果的有效筛选，找出真正需要碰撞检测的位置，然后实行科学试验，确保工程建设质量。例如，管线的碰撞检测。利用BIM技术将管线设计内容导入到软件系统中，通过软件的自动化处理得出准确的检测结果，了解管道布设情况，并及时对其中存在的矛盾和冲突予以管控，从而避免实际施工中设计变更问题的出现，维护工程建设成本。

3.5结合材料的选择

目前，BIM现有的大部分应用重点都在绿色建筑材料的分析设计方面，注重对绿色建筑材料的节能情况、质量属性及建筑标准进行分析对比，而对材料的选择方面关注较少。用于绿色建筑材料的选择有许多应用程序，但与BIM技术结合的实践较少。通过BIM技术结合绿色建筑材料的选择软件尽可能选择可回收的材料，可更大限度地节省能源，减少建筑废料并降低成本。

结语：

综上所述，当前建筑行业普遍引进BIM技术，旨在通过此技术提高建筑工程整体效率与质量，优化设计水平，降低建筑工程建设成本，减少返工情况。本文结合BIM技术在建筑结构设计中的应用进行研究，将建筑结构中的二维结构设计模式转向三维结构设计模式，全面采用信息模型模拟建筑结构，可以更为高效地完成建筑项目。

参考文献：

[1]舒敬敬，钟嘉慧.BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略研究[J].现代物业旬刊，2018.412（01）：60-60.

[2]李晓音，BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].科技创新与应用，2020（26）：91-92.

[3]胡建祥，蒋安.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2015（019）：67-67.