BIM技术在建筑结构设计中的应用解析

2021-11-23田兴明

商品与质量 2021年13期

田兴明

大庆市华宏钢构彩板制造有限公司黑龙江大庆 163000

BIM技术在现今建筑行业中应用越来越广泛，在建筑行业各领域的应用也越来越深入。但在结构设计方面，BIM的应用并不很完善，存在多次建立模型、模型使用不充分、逆向翻模的现象，往往初步设计时绘制一遍模板图，结构计算时建立一个计算模型，施工图设计时深化初步设计，碰撞检查时按照施工图重新建立三维精确模型。整个结构设计过程重复建了4次模型，虽然个别阶段模型能重复使用，但总体工作效率比较低。为实现BIM技术的结构正向设计一体化，特以广厦结构BIM正向设计系统GSRevit软件来说明。

1 BIM 技术概述

建筑信息模型简称BIM，该技术是以现代信息技术为基础发展起来的的软件性工具。其主要通过可视化、协调性、模拟性等优势，收集、处理建筑结构中的信息。以计算机为搭载桥梁，将设计图纸上的模型转变成三维模型，并通过分析三维模型中的数据，进行参数设计。BIM技术的优势在于建筑设计人员可以通过三维模型检验设计图纸的可行性，寻找纰漏，对数据进行基础调整，最大程度排除建筑的安全隐患，避免出现返工情况。BIM技术为建设工程提供技术性支持，推动工程有序开展。

2 BIM 技术在建筑结构设计中遇到的问题

BIM技术是一项应用领域相当广泛的一门技术，涉及建筑CAD、计算机三维建模技术、大数据技术等多门学科，需要一套完整的人才体系才可以将BIM技术的作用发挥到极致，但部分地区缺乏对BIM技术的重视，相关领域专业技术人员匮乏，部分地区企业在使用BIM技术进行建筑结构设计时，没有做好前期的勘探工作，没有充分考虑在施工过程的各个阶段所应面对的问题，草草地将BIM技术使用在建筑结构设计中，导致计算机模拟技术失准，会造成建筑施工存在安全隐患，严重威胁建筑结构施工人员的生命健康安全，同时也破坏了建筑建构施工整体的稳定性。

3 BIM 技术在建筑结构设计中的应用解析

3.1 建筑场地分析

建筑结构设计是整个建筑工程的基础，它能决定建筑结构的稳定性与安全性，建筑结构设计在建筑中是尤为重要的。但是，建筑结构的稳定性并不完全取决于建筑结构设计，环境因素也是影响建筑物稳定与安全的主要因素。建筑场地的地质条件、土壤的类别以及环境因素往往与建筑结构的可靠性密切相关。BIM技术就能将建筑设计与地理环境相连接，有效对建筑结构设计的环境因素进行分析，通过建筑环境的模拟施工，给予相应的建筑设计模型。同时，BIM系统还能结合地理信息对建筑工程场地的地质特点以及场地特征进行全面分析，选择最适合建筑施工的空间，并进行建筑设计分析，从而实现建筑设计与建筑空间的智能化联系。

3.2 施工图纸设计过程中的应用

现代BIM技术的应用是在平面设计和立体图形设计的基础上发展来的，这种技术能通过建筑图纸的应用来有效地体现出建筑物的3D立体效果，从而帮助相关的工作人员判断建筑结构设计的合理性和科学性。传统的建筑结构设计中，需要结合具体的使用情况来不断地修改以及优化，在完善过程中会消耗大量的人力资源，影响到施工工程的进度以及效率，BIM技术的应用能够有效地弥补这项缺点，通过3D建模来提高建筑结构整体的可视性程度，让建筑结构中一些复杂的结构更加直观地展现在人们的面前，帮助人们更好地理解，从而为施工工作的顺利开展提供良好的参考价值。

3.3 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。

3.4 在绿色设计中的应用

绿色设计是目前建筑设计活动当中所提倡的理念，也符合目前消费者所追求的低碳消费，而绿色设计的难度也是比较高的，设计过程当中的影响因素也比较多。在设计活动当中，设计者可以充分利用BIM技术，对建筑物的节能性能进行全方面的研究和开采，尤其是在建筑物采光、通风以及日照等方面，在这个过程当中必须要结合人体对于环境舒适度的数据，要从人体最佳体验感出发。比如在屋顶设计活动当中，可以充分利用保温、蓄热系数比较大、隔热效果明显的材料，在冬季提高室内的温度，在夏季可以很好的隔离外界的热度。通过提高建筑物这方面的信赖，让人体减少对各种电气设备的依赖，比如说风扇、空调以及暖气设备等等，从而达到节约资源，绿色生活的目的。绿色设计是未来设计领域当中必然的发展趋势，因此，设计者应该不断深入这方面的研究，从保护自然环境的角度出发。