建筑结构设计中BIM技术应用分析

建筑结构设计中BIM技术应用分析

刘晓昕

机械工业第六设计研究院有限公司  河南郑州 450007

摘要：现如今，随着我国经济社会发展水平的不断提高，人民群众的日常生活质量全面改善，越来越多人对日常居住环境提出了更高的要求，推进了我国建筑行业领域的发展和进步。在建筑领域中，建筑结构设计是重中之重，如果依旧沿用传统平面图纸设计方法，则无法充分适应当前工程建设需求和设计需求。因此，本文主要针对建筑结构设计中技术的应用进行专项研究分析，希望能够对我国建筑领域结构设计综合水平提升提供一定参考。

关键词：建筑；结构设计；BIM技术；应用

0引言

为了更好地保证建筑工程的整体施工质量，提高建筑的实用性，就必须采取适当的方法，做好建筑结构的设计。目前，很多建筑工程设计方在建筑结构设计中逐渐开始运用BIM技术。通过这项技术的应用，构建更加明晰的建筑三维模型，从而帮助建筑工程设计方更好地根据工程项目的实际需要，对建筑的设计方案进行优化升级。

1.BIM技术概述

BIM技术是建立虚拟化三维立体模型，模拟、直观地呈现建筑工程实际情况。其采用数字技术，助力模型构建，其信息库中包含了建筑物几何信息、状态信息等，并涉及了非构建性对象的真实状态。以BIM技术构建三维立体模型，可集成性处理建筑工程相关信息，呈现出建筑工程的整个施工周期。可在三维立体模型中全面整合各信息，设计、施工、运营的单位可利用BIM开展协同管理活动，实现高效率工作，获取最大化的经济效益。

2.BIM技术在建筑结构设计过程中所发挥的功能

一是问题的提出以往建筑结构设计主要靠人工收集资料，设计图纸、整理资料，不但工作效率低下，在准确性方面亦有严重不足，对建设过程中可能出现的问题，不能进行精确的预测，继而产生建筑工程的结构缺陷、材料浪费等现象比较严重。在BIM技术不断被运用的今天，对传统建筑结构设计进行大幅度优化，设计图纸达到三维化的目的，数字信息的可视化，设计难度显着降低，建筑结构设计的全过程更完整，更明确，结构设计在质量效率上也有了显着提高，本实用新型可有效避免因人为因素造成错误和资源浪费。

二是以往建筑结构设计工作的进行多是以图纸数据为基础，对于项目内存在的缺陷、对建设过程能耗等方面分析不足，无法精确计算建筑结构碰撞承载力极限值，也不能准确计算工程成本。并且应用BIM技术可以实现各个专业的设计数据共享，密切各方面人士之间的沟通，清楚地认识到了设计上存在的缺陷与问题，对设计方案进行适时的调整与优化，促使工程建设的顺利进行。

三是对BIM技术在建筑结构设计的应用进行了研究，能模拟出建筑施工时的结构情况，理清可能出现的问题并通过预演、计算出优化结构设计方案。另外BIM技术还采用计算机模拟的方法、三维模型分析等、场地布置达到了共同管理的目的，优化资源配置等，使施工更有效率，保证了建筑结构施工质量效果。

3.BIM技术主要特征

3.1可视化

可视化是BIM技术最主要的特点之一。在传统的建筑设计活动中，设计人员主要是根据自己的设计经验，并结合工程项目的实际需要，在特定的设计图纸上完成相应的设计制作。而随着科学技术的进步，设计人员逐渐开始将信息技术应用于建筑的设计。但是，这些普通信息技术手段设计出来的图纸一般都是二维平面化的设计图纸，很难在图纸上直观地展示工程项目设计方案的各种细节，也不能建立起立体的工程项目设计模型。而通过BIM技术的应用，设计人员就可以构建起匹配工程项目设计方案的三维立体设计模型，在该模型中能够直观地展示建筑设计的设计理念，以便于建筑工程的设计人员能够更好地根据工程项目的各项数据来完成设计活动。

3.2模拟性

结合应用BIM技术和计算机技术，可在整合归纳工程信息的基础上，构建3D模型进行动画模拟，有利于设计人员和施工人员在直观了解工程建设基本情况的同时，模拟总体施工环节。这种方式便于工作人员发现后续施工中可能存在的问题，从而在工程设计阶段予以调整和规避，防止施工意外事故的发生。利用BIM技术可通过数字仿真系统，对工程构件、材料的受力大小进行计算，进而调整相关数据信息，优化工程设计图纸。总体来讲，BIM技术具有模拟性优势，可在直观展现工程结构信息的基础上，结合工程所在地环境温度、施工条件等开展施工模拟。

3.3共享性

积极应用 BIM 技术全面提高了建筑工程结构设计的信息化水平，同时也能有效减少应用手工绘图或 CAD 技术进行结构设计所出现的信息共享难题。通过 BIM 技术和三维立体模型可以实现设计方、施工方和工程建设方之间的协同规划、统筹设计，与此同时应用 BIM 技术和三维模型平台能够对建筑结构设计过程中的相关参数进行合理调整，切实提高了设计工作效率和水平。

4.BIM技术在建筑结构设计中的合理应用

4.1结构模型构建

在建筑工程结构设计中应用BIM技术，主要在于构建结构模型。对于建筑工程来讲，结构较为重要，所以作为工程设计人员，应从根本上意识这一点。在结构模型构建中，要结合设计基本要求明确建模的主要内容，一方面，要对工程内部各环节连接工作予以重视，将加强件的问题考虑在内；另一方面，应分析工程梁的设计高度，确保连接部分满足工程建设标准要求。在具体应用时，工程设计人员应在分析BIM技术应用性质和标准的基础上，构建工程结构模型，进而结合工程建设要求，优化、调整工程结构基本参数，通过分析参数数据，严格把控螺栓间距和用量。工程设计人员应用BIM技术完成工程模型设计后，应改正工程各类参数信息，不断优化结构中的各零部件，分析零部件基本连接情况，依据零部件使用标准，明确具体连接方案，同时，调整工程结构内容，对加强件的设计予以分析，确保建筑结构性能良好，满足抗震性要求。通常情况下，在建筑工程结构设计中，设计人员要考虑工程建设需求和各种因素对施工造成的影响，并结合工程特点设计结构方案，且为保证设计效果，设计人员还要考虑工程所在地地质条件和水文结构。利用BIM技术全面模拟现场，在当前环境条件下构建工程模型，有利于设计人员对工程结构予以优化，从而保证工程设计方案满足建设需求，提高建筑设计合理性。

4.2全面规划设计流程

我国很多建筑工程从设计阶段开始到最终竣工整体周期相对较长，也正因如此需要切实提高施工过程中的规划性，通过更加健全完善的设计及施工方案，保障建筑工程的合理开展，如果前期设计方案出现偏差或安全隐患问题，则会导致质量控制工作无法全面开展。因此，应用 BIM 技术手段进行建筑结构设计需要对设计流程和施工流程进行全面规划与控制，专业设计人员需要提前了解建设施工场地周边地理位置、环境、水文信息等等，切实保障结构设计内容与工程项目的实际情况相符合，提高结构设计的合理性和科学性。除此之外，应用 BIM 技术能够开展动态化数字信息分析与处理，针对前期环境勘探和项目调研过程中收集的水文、地理、气候等多方面的信息参数进行模型搭建和参数调整，有效保障了建筑结构的可靠性效果，也可以应用 BIM 技术与 GPS 技术相结合的方式，为建设工程的施工作业奠定良好设计基础。

4.3建筑结构集成化设计

就建筑结构设计而言，所涉集成化设计需兼顾工程学内容，在建筑设计当中运用该内容，可以更好的对设计方案进行优化，让它更完整，改善建筑性能，获得崭新综合策略。现阶段，绿色公共建筑设计属于一种新型设计形式，有必要研究复杂分析模型，以往的设计理念、方法对设计进程不利，设计的准确性，效率都大打折扣。通过BIM技术实现了更快的设计，能够有效掌握信息的准确性，BIM技术能够通过精确的数据逻辑进行定量分析。

5.结束语

综上，建筑结构设计，BIM技术具有良好的应用前景，并起到了非常大的推动作用。BIM技术可以借助数字化、用信息化方法模拟建筑，综合建筑工程活动有关资料、高效地采集，可为有关工作提供科学借鉴与依据。如今，BIM技术得到了迅速的发展和优化，将BIM技术运用于建筑结构设计，将是一个重要发展趋势。借助BIM技术将使建筑结构设计更加标准，工作效率将提高。

参考文献

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