建筑结构设计中BIM技术的应用分析

钟顺

（江西建厚建筑工程有限公司，江西 南昌 342500）

近几年，建筑结构的形式变得越发复杂多样化。毋庸置疑，这也给建筑结构的设计带来了比较大的挑战。然而计算机相关技术的快速发展，使得这一问题得到了较为良好的解决。BIM技术是应用于建筑行业中一种比较新型的技术，该项技术的应用令建筑模型从原本二维转变为三维模型，这样建筑工程相关人员便能够对建筑物整体具有较为直观的掌握，为建筑工程的施工提供有力保障。

1 BIM技术概述

BIM技术是运用在工程设计、管理等众多不同领域的数据化工具，利用对于建筑数据化、信息化模型的整合作用，在项目实施、运维全生命周期实施信息的传递与共享，确保工程技术相关人员可以针对各种不同建筑信息做出较为正确的理解与应对，从而给设计团队、运营单位等多方参与建设的主体提供协同工作的重要保障。BIM技术应用中，在工程项目正式开始以前，首先在计算机中完成预演，结合预演的相应过程，各种不同专业的设计工作人员可以以BIM技术作为基础，针对工程施工方案予以修改，工程施工人员也将应用BIM技术针对具体施工过程进行预估及针对施工中可能会出现的问题预先进行准备，这样可以有效降低实际工程施工中不良情况的发生率，确保工程如期完工，提高工程施工质量。与此同时，在工程施工图纸的设计方面，将BIM技术作为基础，可以针对工程施工进行模型的创建，确保模型从二维图纸到三维模型转变的有效实现，结合各种不同专业实际分析的需求，能够把简化后的BIM模型导入到相关软件内，针对其实施相应的计算与分析，确保建筑工程施工的顺利开展。

2 BIM技术特点

2.1 可视化

BIM技术的可视化特点指的是通过该项技术的利用可以对建筑工程结构直观的加以展现，这样可以给建筑工程施工提供极大便利。在过往建筑工程施工中，工作人员只能使用二维图纸，施工图纸上只是一些简单的线条，工作人员很难通过想象完成工程实体的构建，并且伴随建筑工程结构越发复杂化，只是依赖于人们的想象不免会出现差错，而BIM技术的应用恰好使得这一问题得到了较为良好的解决，通过对BIM技术的应用，可以将建筑工程结构以更加直观的方式展现在工作人员眼前。这样即使不是专业的人士也能够看懂建筑工程施工所采用的结构，给工程施工中不同专业人员之间的交流与工作的协调提供了方便。另外，过往的三维效果图往往只可以展现建筑物的形，并且需要专业的制图公司参与其中，但应用BIM技术所创建的建筑工程模型能够较为清晰地将建筑工程主体的各构件加以展示，所以，BIM技术所创建的模型不但是效果图的展现，同时也能够使工程项目在可视化的操作下完成设计、建造和运营。

2.2 协调性

针对一个建筑工程项目的完成，需要业主、工程设计单位、工程施工单位等多方主体的共同参与。所以，协调好不同部门之间的关系同样是建筑工程施工中十分重要的一步。具体工程建设施工中，通常会出现多种不同的问题，这便需要对相关人员加以组织，有效协调，探寻产生问题的原因所在，并提出相关措施予以解决。过往工程设计中，同行会因为不同专业之间没有进行有效协调，导致施工构件和暖通空调管线之间出现冲突、给排水系统和暖通空调管线之间出现冲突等问题，而形成这种问题的主因就是由于各个专业项目图纸都是由各自进行绘制的，但具体工程施工中，原本设计管线的地方可能已经进行了柱或是梁等建筑工程结构的设计，此种情况下，便需要对设计作出更改，导致工程施工被延误。而应用BIM技术恰好可以使这种问题得到较好的解决。BIM模型能够预先针对不同专业进行碰撞测试，通过碰撞测试检验设计中存在不合理的地方，这样可以有效规避该种问题出现，从而使得建筑设计工作更为科学合理，为建筑工程施工的顺利开展提供保证。

3 BIM技术在工程管理中的意义

3.1 有利于优化建筑工程管理模式

BIM技术具有前瞻性、协调性及一体化4D建设管理模式的优势，而传统管理模式则缺乏有效的沟通渠道。通过这种技术，可以利用建筑模型来定制计划中的进度数据、资源存储计划及场地布局数据，以便于定制一个实际现场建设的基础，并对其所有可能发生的场地条件做出调整。同时，可视化的模型也保证了不同行业内各个部门的沟通和协作，实现了数据的共享。

3.2 有利于获得更多的经济效益

BIM应用可以合理地调整某一个项目的施工周期，还可以合理地为材料堆放设置好位置，以避免不必要的时间和机械消耗，而且无需进行科学的移动。同时，为了有效地促进我国建筑工程机械智能化的发展，在保证工程量的同时也提高了建筑工程质量。BIM适用于整个工程建设过程中所有阶段及其子工程。有效节约了建设项目的各种人力、物力、财政资金，为实现建设项目的整体社会资源的节约、提高经济效益作出了巨大贡献。

3.3 有利于提高工程造价的管理水平

BIM技术是一种具有很强的模拟预算功能的综合性计算方法，给技术型项目整体流程预算管理提供了方便和有效的条件。在一个项目的计划阶段，可根据BIM 数字化建模后所产生的成本信息量、BIM的项目实际施工阶段、BIM的数字化信息分享平台都是与以前的数据分析结果进行比较，可以实时地更新，提高了项目成本管理水平。

4 BIM技术在建筑结构设计中的应用分析

4.1 BIM技术在工程图纸设计中的应用

使用BIM技术所建立的是三维建筑工程模型，通过这样的三维建模技术能够针对建筑工程结构设计相关数据的合理性进行较为有效的分析，给后续工程相关数据信息的变更提供了有力保障。针对过往所采用工程施工图纸的设计方式，若是图纸中的某一位置发生变更，便需要针对结构设计相关要求及其建筑结构整体性能等众多方面加以考虑，之后方能予以变更，然而多次进行工程设计方案的修改，会导致工程施工成本的加大，部分情况下还会导致设计偏离了建筑结构设计的相关要求。但若是对BIM技术加以应用，设计人员只需把有关的参数录入到相应的系统内，便可以实现对工程施工图纸的有效更改，为工程施工相关参数的变更提供了便利，节省了大量工程施工成本的投入，并且不会导致工程施工进度的延误，为工程施工的顺利进行提供保障。

4.2 BIM技术在建筑空间设计中的应用

建筑工程进行施工设计之前，需要做好建筑空间的规划工作，确立出相应的工程施工地点方能实施建筑空间的分析，然而针对建筑空间的地形特点加以分析与计算，在确立出具体的方案以后对BIM技术加以应用，针对斜率、坡高等相关参数进行分析，确保建筑设计方案更加完善。应用GIS软件建立相应的模型，采集众多建筑施工参数，并加以整理，分析斜坡的实际走向，这样可以为相关工作人员对建筑工程施工项目的模拟提供一定方便，给后续方案的设计奠定基础，在完成建筑地形勘察相关工作以后，需要针对建筑工程施工主体实施规划设计，而BIM技术在其中发挥着十分重要的作用，主要是由于利用BIM技术能够针对建筑主体的内外空间通过三维模型的方式加以呈现，这样设计工作人员便可以根据模型对建筑主体空间进行有效分配，设计建筑工程周围环境，从而完成对建筑工程施工各相关资源的优化配置。

4.3 BIM技术在建筑结构参数设计中的应用

建筑工程BIM技术的应用，数据模型的创建是其中比较关键的一个部分。数据模型不单单是简单的相关参数分析与变更，也能够利用对于参数的设定，对建筑结构设计的整体建筑属性和几何结构加以展现。建筑工程结构设计中需要完成各相关组件的组装，过往此项工作的开展中，设计工作人员需要结合建筑结构设计方面的要求和相关的建筑设计参数，在经过全方位的分析以后针对建筑施工方案予以制定或是变更。然而将BIM技术应用于建筑结构设计参数的设定中，仅仅需要针对结构设计加以合理改进，便能够完成组件的相应组装，如此不但可以借助参数的自动调整，确保建筑工程施工的安全性，并且也可以令客户所提出的建筑设计相关要求得以良好实现。

4.4 BIM技术在钢结构模型创建中的应用

随着我国建筑工程项目的逐渐增多，规模的日渐扩大，建筑结构设计模型也呈现出多样化的特点，建筑施工中所应用的材料也更加先进，尤其钢结构，跨度和空间上的改进也使得建筑工程结构设计变得更加复杂。当前，许多从外观上看造型比较奇特的结构都是通过对钢结构的设计而完成的，但这也给钢结构设计过程中各种组件连接及组合增加了一定的困难。而通过对BIM技术的应用能够使这一方面的问题得到较为有效的解决，BIM技术能够针对钢结构连接体连接组件加以计算，并自主进行有关参数的选择，且还能够对有关参数产生的影响加以分析。使用BIM技术所具备的数据分享功能，可以对钢结构设计中焊缝的数量、使用螺栓的数量等加以计算，有效控制钢结构设计距离。而一旦有新的组件需要添加到BIM设计模块中，设计人员只需针对有关的数据信息进行调整便可，应用BIM进行工程大样图的设计，设计人员也能够更加精准地掌握相关构件所处的位置，确保了建筑钢结构有更加良好的稳定性，从而有效提高建筑工程质量。

4.5 BIM技术在建筑结构性能分析中的应用

应用BIM技术在针对建筑物空间结构特性加以分析的过程中，利用BIM技术还可以完成从部分的建筑物结构设计到数字模型的相应变换，并且还能够针对建筑物架构设计的稳定性进行校验。例如，在地下室建筑物构造性能设计的过程中，不仅必须对地下室内各种管线的合理布置进行充分考虑，而且还必须对材料的使用进行充分考虑。因此建筑设计人员在进行建筑物架构设计工作之前，可以借助BIM技术，充分利用其中的相关参数，针对地下室结构的设计加以模拟，并且完成相应设计线路的自动性规划，这样便实现了对过去建筑结构设计的优化。若是项目具体实施中产生质量方面的问题，BIM技术能够启用紧急修复的功能，同时可以针对需要进行修复的参数及其修复以后所获取的成果加以呈现，确保建筑施工的有序推进。

5 结语

综上所述，在建筑项目施工中BIM技术能够发挥非常关键的作用，有效解决过往CAD软件应用中存在的众多不足。所以，在信息技术发展日新月异的大背景下，应该做好对BIM技术的研究工作，使得该项技术能够被较为完善的运用到建设施工中，从而充分发挥BIM技术可视化、直观性等方面的优势，提升建筑施工质量，推动建筑行业的良性发展。