BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究

吉久茂

摘要：BIM在业界被称为经典的建筑信息模型，其在建筑结构设计中的应用得到不少好评。无疑，BIM技术将会会设计人员开展建筑结构设计带来新思路，但在实际推广BIM技术的过程中仍然面临不小的挑战，可见探讨该技术在建筑结构设计中的应用十分关键，在此，本文结合围绕此问题展开详细论述。

关键词：BIM技术;建筑行业;参数化定义;协同设计

事实上，BIM技术在业界已经建立起一定口碑。虽然BIM技术已经比较成熟，但仍有不少地方需要持续完善，且在大规模推广方面仍有较大空间。有鉴于此，并指出其现存的一些问题，在此基础上就BIM技术在建筑结构设计中的应用作出进一步探讨，以期为该技术更好地应用于建筑行业提供些许有价值的建议。

1 BIM技术的基本特征

1.1 具备高效整合建筑工程项目信息的能力

众所周知，BIM技术的首要特征便是其具有一般设计软件不具备的强大整合能力，极为擅长对建筑工程项目的信息进行科学整合、处理，如我们所熟知的建筑材料、构件数量等都可以通过该技术进行高效整合。当然，BIM技术的功能远不止如此，它还能够帮助人们处理大量的在整合设计过程中得到的各类信息，这是其非常显著的特征之一。实际上，BIM技术就技术合成性上来说比传统设计方法先进太多，且更为高效，能够使建筑结构设计工序变得更加精简化，特别是其3D技术的应用能够将图纸等信息直观清晰地展现出来，从而使建筑结构设计趋于科学、直观、高效[1]。

1.2 确保高效传递信息及工作流程的能力

目前，BIM技术多用于各类建筑设计的建模，该软件有一大特征便是可以将各种建筑信息进行参数化定义，然后再经软件处理以各类数据的形式进行信息的高效传递。不仅如此，如果设计人员因自身需求要将数据进行及时修改，只需对图纸进行复核即可。BIM技术在传递信息及工作流程方面的确非常先进，其实现数据的联动修改能力广受好评，从而大大提升了设计人员的工作效率，这无疑也是BIM技术极为明显的一大特征。

1.3 具有良好的协同工作能力

毫无疑问，建筑设计有其自身的设计流程，而这些设计往往又要根据施工的具体情况以及业主提出的想法来进行一系列的设计，以至会经常性地遇到一些设计瓶颈。而BIM技术具备良好的协同工作能力，能够较好地解决协同设计过程中出现的种种难题。BIM软件可以根据设计人员的需要制作3D模型，这样就可以将设计的相关数据以3D图像的形式展现给设计者，从而令整个协同设计更简单明了。

2 BIM技术存在的主要问题

2.1 较难处理部分异形结构构件

显而易见的是，设计人员在建筑结构设计过程中需要切實解决异形结构构件存在的现实问题，如女儿墙、变截面梁等处理起来就存在一定难度。这时，设计人员利用BIM软件进行操作，意图通过异形构件建模来解决上述问题并非易事，事实上效率难以保证。但往往这些异形结构构件又是极为重要的因素，一旦设计人员无法在碰撞检查中对其加以严密监控，就会给建筑结构设计带来很多隐性风险，这是目前BIM技术面临的主要问题之一。

2.2 兼容问题难以完美解决

事实上，在建筑结构设计的实际操作层面，BIM技术也很难完美解决兼容问题，这也是该软件存在的问题之一。多数情况下，BIM软件具备的最大优势就是利用实体详图来表示结构构件，但这种方法实际上与现行国家制定的法律和业界规章制度有所冲突（因目前建筑界仍多采用平法施工图），很多单位仍然要求设计过程中必须要有平法施工图，且认为BIM软件制作出来的实体详图只可起辅助性作用。换言之，二者之间在目前这个阶段还存在较为突出的兼容性问题。

3 BIM技术在建筑结构设计中的具体应用

3.1 BIM技术可应用于结构设计数据的可视化

BIM技术是一种非常典型的基于信息的程序流程设计，该技术完全可以发挥软件本身的巨大优势，利用构建立体化三维模型的方式将结构设计图展示给用户，而传统的建筑结构设计软件，如CAD等就很难像用户可视化展示相关信息。不仅如此，BIM软件还可以广泛应用于数据的全方位掌握，例如涉及建筑本身的关键信息、平面结构布局方面的数据等，这样一来，用户便可非常直观地观察并选择更符合自己要求的设计方案，并可以直接指出建筑结构设计中存在的不足，以便设计人员后期进行修改、完善，直至拿出最优结构设计方案。

3.2 BIM技术可应用于钢结构的设计

显而易见，伴随中国建筑行业的飞速发展，市场上对建筑装饰材料的需求也日趋旺盛，特别是钢结构在建筑设计中的应用更为广泛。而BIM软件就可以更为科学地设计各种钢结构，例如，吊装等问题就是设计人员在进行钢结构设计必须重点关注的细节，而这些问题如不顺利解决，则会影响整个建筑结构的稳定，甚至会给工程带来安全风险。此外，BIM技术在节点连接方面可以发挥巨大作用，尤其对重要信息数据或参数能够做到精准分析，从而达到最优设计效果[2]。

3.3 BIM技术可应用于预制构建的设计

众所周知，建筑结构设计不可避免地会涉及房屋墙面、楼梯等关键位置，这些设计要点绝不能有所忽视，因而设计人员必须对所有构件中的预制构件进行严谨的设计，之所以要预制构件进行科学设计，就是为了减少因结构不佳跟建筑、设备之间的矛盾，而BIM技术正好能发挥其长处，设计人员正是通过该技术，使得相关参数更符合实际要求，尤其是预制构建中的连接点与节点需要高度精确，BIM软件就非常擅于解决这些难点，从而在根本上提升整个建筑结构设计的品质，保障今后的实际建筑物不会出现安全隐患，只有建筑物能够安全投入使用，设计才具有真正价值。

4 总结

本文指出，如今，BIM技术作为一种操作性较好的建筑信息模型，在建筑行业当中已经广为人知，其在建筑结构设计中的应用也发挥了不小作用，得到不少专业人士的颇多好评。然而，现阶段，BIM技术从长远看非常利于中国建筑行业的稳定发展，尽管面临些许困问题，但仍要重视该技术的重要性。那么，探讨BIM技术在建筑结构设计中的应用非常具有现实意义，本文就此问题展开深入研究，以期获得相应的研究成果。

参考文献

[1]刘鹏. 建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J]. 工程建设与设计， 2020， 8（11）：52-53.

[2]李泳波. 关于BIM建筑结构设计过程的研究与实现[J]. 智能建筑与智慧城市， 2019， 10（2）：53-54.