BIM 技术在建筑结构设计中的应用

杨鑫

1.BIM 技术简述以及关键作用

现代建筑是一项较为复杂和富有挑战性的系统性工程，它贯穿于项目各个阶段、涉及多个参与方，对项目策划、设计、施工及运维各阶段要求较高，如何有效解决信息不对称和交底不清晰导致的设计变更和现场返工，实现信息交换和资源共享，是现代建筑工程设计亟须解决的问题。BIM 技术的关键在于通过实现三维可视化、参数化设计和协同作业等功能，将传统低效的管理流程升级改造成高效的动态控制和有序管理。它是一种以三维数字技术为基础并且以建筑工程各相关信息作为基本数据的建筑信息实体模型，将工程建筑的总体信息、设计理念、施工技术等各个方面进行集中化融合，并以数据模型的方式展现出来，便于为工程建筑设计及工程施工管理人员提供精确直观的数据信息参照。在具体建筑结构设计全过程中，BIM 技术的关键作用大概分成下列三方面内容：

1.1 设计工程图纸可改动

根据BIM 技术运用下的建筑结构工程图纸，其全部的设计信息全是在建筑模型制作基础上形成得到的。根据这类方式设计出的构造工程图纸，在中后期运用全过程中，在出现需要改动的情况时，设计工作人员只要依据具体必须对某一数据信息开展改动，根据BIM 技术下的总体工程图纸设计系统软件，便会依据数据信息的变动独立的健全别的数据信息主要参数的配对和调整，因而可以大幅度降低设计工作人员的工程图纸改动和数据信息调整劳动量，进而合理减少工作中压力[1]。

1.2 设计数据信息化

BIM 技术是一种智能化的信息技术软件工具，其根本内容便是信息。相比于传统方式的建筑结构设计，应用BIM技术的工程项目设计具备可附带信息的特性。通过将BIM 实体模型作为工程建筑设计的数据库查询应用，在建筑结构设计的全过程中需要的信息，都能够从数据库中查询查看。依靠多方数据信息中间的关系，还能够获得相匹配的数据信息。所以，在设计实际的运用过程中，当设计人员必须读取某一方面的数据信息时，只需要点一下相应的点，就可以得到全方位的信息内容，从而进一步提高了信息的获取效率。同时也快速地把握了相关信息，提升了获得信息的整体性。

1.3 工程项目实体模型三维化

BIM 技术在工程建筑结构设计中的运用主要是其三维技术的运用。在具体设计过程中，通过BIM 技术将建筑模型形象化展现，建筑结构设计工作人员能够直观地观察工程建筑各位置中间的联系，进而合理地防止结构构件与设备管路、建筑造型的冲突，避免其他建筑结构中间的矛盾难题，防止中后期工程施工导致不可逆的危害。

2.BIM 技术在建筑结构设计中的运用浅析

工程建筑结构设计作为一项系统软件的工作内容，在具体工作的过程中会产生大量的数据信息，这种类似统计数据的科学研究及区划融合，是工程建筑设计人员关注的难题之一。BIM 技术的运用能够将这一难题进行科学处理，对于工程建筑结构设计中造成的很多数据信息进行合理的筛选与储存。

2.1 BIM 技术在完成结构设计数据可视化中的运用

BIM 技术是一种应用智能化信息技术的工程建筑设计技术，根据本身信息化的程序流程设计，在实践运用过程中将建筑结构的预制构件根据三维模型的方法形象化的展现给客户，进而合理提高工程建筑设计信息的传送品质。传统式的建筑结构设计过程中，都是根据CAD 等软件开展有关结构工程图纸的绘图工作，这类工作模式下的建筑结构设计难以形象化地展现建筑结构信息，在一定水平上阻碍了客户高效获取信息。而BIM 技术运用下的建筑结构设计，在前期环节便是根据创建的三维实体结构模型开展设计，依靠形象化的建筑及结构展现，协助不同的客户从多个视角获得建筑结构的有关信息，对建筑材料的基础信息和建筑结构平面的合理布局有一个全方位地掌握。在大、中型建筑结构的设计过程中，设计人员会通过动态性的演示，协助客户形象地对建筑结构各位置开展观察，便于设计工作人员挑选出更优的设计方案，并检查结构设计中存在的不足，进而持续提升结构设计的合理性[2]。

2.2 BIM 技术在建筑结构主要参数设计中的运用

BIM 技术运用下的建筑模型，本身便是一个包括全部设计元素及信息的数据库，借助优秀的信息技术支撑点，建筑结构的实体模型设计中各类数据信息主要参数全是紧密相连的，且具备全自动关系和调整的作用。在设计运用过程中，设计工作人员能够根据该数据库中的信息资源，不仅能完成对工程结构模型的搭建工作中，还可以在设计全过程中对不同的参数开展相应的调节，进而保证BIM 系统软件在结构设计过程中能够及时地升级数据库信息。BIM 技术在工程建筑结构设计中最突出的优点，在于其能够实现高品质、高安全系数和稳定性的设计信息录入和输出，可专业化匹配相关的数据信息，这对提升结构设计的品质拥有关键的推动作用。

2.3 BIM 技术在预制构件设计中的运用

在工程建筑的结构设计过程中，室内楼梯、墙面及梯柱等位置是结构设计的重要组成部分，设计过程中设计人员必须对总体构件中的实际预制构件展开科学的研究与设计。对于预制混凝土构件的结构设计，设计人员在具体设计过程中必须对工程建筑中的管道走向及其房屋建筑的基本要素规定，进行全方位的考虑与研究，避免结构与建筑、设备间的矛盾难题。在预制构件装配式建筑设计过程中，设计工作人员还必须综合性考虑到各预制构件中间的连接点和节点做法。根据以上内容，在设计阶段中，设计人员通过运用BIM 技术对其平面工程图纸开展合理的变换，可以及时处理实际结构设计中存在的问题，避免在总体设计中存在的不足，进而提升设计质量，使得本工程的设计能满足有关建筑结构设计规范的规定。

2.4 BIM 技术在钢结构设计中的运用

随着我国工程建筑项目的持续发展和提升，各种各样新式的建筑装饰材料和结构形式也迈入了全新的阶段。尤其是钢结构，在大跨度及大体量的工程项目运用也逐渐地增多，很多复杂的结构都选用了钢结构体系。与此同时，BIM 技术的运用也有利于相关设计人员开展对钢结构建筑的设计，辅助处理具体工程施工全过程中有可能出现的连接难题和运用难题。比如，对于钢结构设计中的提升、吊装难题，设计工作人员必须先从工程项目的基础上开展总体设计，随后在这个基础上对提升构件或吊装构件在建筑项目中的实际运用开展模型剖析，依靠BIM 技术的运用对全部过程开展复原和操纵，进而更为形象化地展示出钢架结构提升件的功效和实际效果。

此外，对于钢结构安装过程中的节点连接难题，设计工作人员能够先对钢架结构各位置中间节点连接的主要参数开展分析，随后在具体工程项目设计流程中依靠BIM 技术的运用，对节点连接方式开展实际设计，进而得到最优化的设计成果。在传统的钢结构分析过程中，通常必须投入较多的人力资源管理，经过相对较长的分析时间及论证才可以获得相对的结果，依靠BIM 技术的运用可以对工程结构设计中的缺点和不足，开展科学研究的提升和调节，进而推动整体建筑结构，尤其是钢结构设计品质的提高。

2.5 BIM 技术在建筑结构设计中的运用难题

BIM 技术在工程建筑结构设计中的运用，主要是通过系统软件将结构设计所必需的实体模型发送至分析系统中去，随后通过特殊的算法将建筑结构的设计信息开展模拟分析，依据设计人员键入的有关命令形成动态性的工程图纸和结构模型。在这个过程中，为了更好地提高结构设计的精确性和合理化，必须有相关设计人员模型拟合室内空间总体，真实有效地反映到BIM 系统软件的物理学模型中。建筑结构的安全是设计过程中必须首先考虑到的因素，因为工程建筑设计包括的内容范畴较广，工程材料本身的力学特点、结构的荷载组成与大小等内容都会对总体结构的安全造成影响，因此在BIM 建筑结构设计运用过程中，设计工作人员必须对各种各样繁杂的数据信息主要参数进行考虑与键入[3]。

3.小结

在工程建筑的结构设计过程中运用BIM 技术，对提高总体设计品质拥有关键的推动作用。就当今对我国工程建筑结构设计运用状况剖析，BIM 依然有非常大的提高空间和自主创新的平台。有关设计工作人员要在传统式设计工作模式的基础上，提升结合BIM 技术运用的实践活动，充分运用及发挥BIM 技术的优点，促进我国工程建筑设计水准再上一个新的阶梯[4]。