BIM设计在结构设计中的应用

BIM设计在结构设计中的应用

余宾宁

华润置地（南宁）有限公司

摘要：BIM技术在我国的发展和应用依然处于初级阶段，其涉及我国建筑行业的多个方面，如建筑结构设计、成本预算、施工运营等。BIM技术的应用在提高建筑工程内部之间信息的交流和共享等方面起了重要的作用，本文主要对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行探讨。

关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用探讨

1BIM技术的概念

随着社会和科学技术的不断发展，建筑行业的工程项目也在逐渐的往更高层次和更大规模发展，在这种形式下，需要在进行建筑结构设计的过程中保证结构设计信息的完整性。一般而言，建筑工程的构件种类较多、形式种类繁琐，最好是有一种技术可以准确及时的获取结构设计中的各种信息。BIM即建筑信息模型（BuildingInformationModeling）的简称，它作为一种大型的三维模型平台，包含了建设工程项目全生命周期的所有物理信息、几何属性以及属性信息，可以对建筑信息进行真实的模拟。作为建筑行业的新型现代化信息技术，BIM技术以信息作为载体，实现各类信息的高效处理。将BIM技术应用于建筑结构设计中，可以在一定程度上转变结构设计的维度，由传统的二维建筑结构设计变为三维模型的展现。利用信息模型进行结构设计模型的构建，可以让建设项目的整个过程得到更优越的指导和管理，使设计、施工以及工程管理的成本和工期得到大幅度的缩减。

2BIM技术的应用特征

在建筑结构设计中，集成设计信息、促进建筑设计过程是BIM技术应用的主要作用。BIM技术有效地集成了不同专业、不同部门的设计信息，并将其建成数字信息模型，具有可视化的特点。其中，建筑的各种结构设计信息包括建筑结构尺寸信息、建筑材料信息、建筑构件的性质等。在数据库的基础上，设计人员可以快速查找建筑信息，突破了传统计算机辅助制图软件的限制，在建筑结构设计中发挥着重要的作用。另外，BIM技术还能进行建筑设计可行性的自动检测，而且在设计变更时，BIM技术可以将修改信息反馈到数据库中，所有相关工作人员都可以收到图纸变更信息，不需要设计人员进行图纸的处理，使设计团队的工作效率大大提高。同时，该技术还能实现设计工作中相关数据的信息共享，保障信息的有效沟通交流，进一步确保数据的准确性。更重要的是，BIM技术可以模拟建筑工程结构的施工过程，检验建筑结构设计的合理性，提高设计的质量和效率。

3BIM在结构设计中的优势

BIM是相对于传统CAD及其衍生的二维设计方式，BIM技术信息化、参数化、构件化等特点使BIM设计有明显优势，其优势如下：

3.1三维可视化确保设计效果

通过BIM软件平台进行设计可以使该项目模型能通过建筑外观、空间、结构构件、及设备机械、管道系统，以及其全面精确实时的展现项目各个部位让项目模型在软件平台上更加直观的展现在人面前，使其能直观的表达出设计者的设计意图。

3.2参数化构件实现数据统一

BIM通过参数化构件来构建模型构件的参数化使得构件与实体相关联，然而除了构建与参数化相关联外还可以与非几何信息相关联，也可以通过构件标注来保证构件参数的准确性。

3.3图纸与模型同步修改避免图纸错漏

图纸与模型的同步修改即指在平面视图中修改图纸的部分构件其各个视图中与之相对应的部分随之改变，从而避免了传统设计中各图纸之间不相互对应的错误，使后面的校对审核工作量降低。

3.4三维协同设计提高协调效果

对于BIM协同设计其设计过程是多专业以三维方式进行协同的过程，能直观的展现出各专业的冲突问题，其也可以实现多人同时在一个中心文件上工作进行实时的观察到各专业设计的修改，使各专业人员更加准确高效的找到想要的模型构件参数以及实时的修改信息。

3.5通过可视化分析优化设计

BIM模型可以与各个专业模拟软件结合，进行多方面模拟分析，根据结果对设计进行优化，使建筑更加实用，符合绿色建筑的标准，也可以通过软件对建筑模型进行抗震检测以及火灾应急疏散演练来提高建筑的安全性能，从而使建筑物达到安全舒适的设计理念。

4BIM在建筑结构设计中的应用

4.1BIM技术在建筑结构和现场分析中的应用

BIM技术能够对建筑工程项目施工地点的地质条件、周边环境等因素进行综合的结构评估，将其以3D模型的形式展示出来，并结合其他技术对其整体效果进行模拟，从而排查建筑设计是否存在安全隐患，最大程度地保证建筑施工现场的安全性和可靠性。另外，BIM技术还能够科学地分析建筑结构的各项性能，对结构进行全方位的模拟，同时还能够对不同程度的模拟状态进行方案分析，从而获得建筑结构的具体情况。这样可以使工作人员更快地发现建筑结构设计过程中出现的问题，并及时对其进行处理和优化，更好地保障了建筑项目的质量。

4.2BIM技术在建筑结构设计参数中的具体应用

建筑信息模型是将建设项目全生命周期中各个构件的物理信息、几何属性以及属性信息结合在一起的模型，可以对建筑信息模型的整体信息进行完整的模拟。同时建筑信息模型还包括建设项目的设计思路，而且结构设计的相关参数都是相互关联、相互联系的。相关的设计师可以根据模型中的相关参数进行整体分析，构件完整的结构体系，还可以根据实际需求对模型信息进行更新修改。在结构设计中，BIM技术的应用可以满足设计者对设计信息的需求，促进设计的质量、安全性以及可靠性，从而推动建筑结构设计行业的信息化发展。

4.3BIM技术在图纸设计中的应用

BIM技术的发展基于平面设计和立体图形设计的创新，能够有效展示建筑的立体效果，从而有利于工作人员客观地判断设计的合理性。传统的施工图设计需要结合施工的具体情况进行不断地修改，因此，不仅浪费了许多人力和物力的成本，并且影响了建筑工程的施工效率，而BIM技术可以弥补传统施工图设计的不足。BIM技术通过数字化建模，实现了建筑信息的可视性，特别是可以将建筑结构设计中较为复杂的结构生动立体地展示出来，从而明确施工人员的工作目标和方法，给施工人员的施工工作提供重要的参考价值，降低了施工难度，减少了施工误差，提高了建筑项目的施工质量。

4.4BIM技术钢结构建模中的应用

就目前建筑结构设计行业的发展现状，很多大型的、大跨度的建筑一般采用的都是钢结构形式，而钢结构工程的建模是建模过程中的一个重难点，建模的难度主要体现在各个钢构件之间的有效连接上面，有梁柱之间的连接、梁和梁之间的连接等。在进行这些连接构件的建模时，需要分析各个梁、柱构件的整体属性和基本参数，在各个构件进行连接之后也要进行参数化设定。在BIM技术体系中进行钢构件各个参数的修改和调整可以使构件之间的距离自动更新，除此之外还可以连接其他的新构件，这样可以大幅度提高钢结构设计的整体质量和效率。

4.5BIM技术在施工现场的应用

BIM技术还能够在建筑项目施工现场发挥重要的作用，有效提高施工现场的管理和控制效率。例如，BIM技术能够形成科学合理的建筑结构设计模型，并结合相关地理信息技术等，充分将建筑施工区域周边的地质条件及环境状况等展现在施工管理人员面前，促进其对施工现场环境的了解，从而有针对性地进行设计方案的修改和调整，从而保证施工方案满足建筑结构的施工质量，对提高施工现场的管理和控制起到重要的促进作用。

总之，BIM技术的应用不仅可以使建筑结构设计的稳定性和可靠性提高，保障建筑结构设计科学性与合理性。同时，还能提高建筑结构设计水平，达到更佳的设计效果。由此可见，BIM技术在建筑结构设计中发挥着重要的作用，推动了现代建筑结构设计的发展。

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