建筑结构设计中BIM技术的应用吕亚娟

建筑结构设计中BIM技术的应用吕亚娟

吕亚娟

身份证号码：41022419920226XXXX河南安阳455000

摘要：现阶段，社会会发展迅速，科学技术的发展也有了很大的改善。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：建筑结构设计；BIM技术；应用

引言

作为工程项目建设关键环节之一的建筑工程设计，对于后期的工程施工以及管理工作具有指导作用和规范作用。目前，已经有许多的建筑设计单位已经开始将BIM技术应用于建筑工程结构设计中，这种技术是在CAD的基础之上发展起来的，比CAD更加优先，可以对资料进行多方面的整合和收集，做成完整的资料体系，以期达到结构设计的优良效果，从而提高建筑结构设计的整体效果和质量。

1BIM技术概述

1.1BIM技术的概念

BIM技术以三维数字技术为基础，可以将工程的各类信息进行有效集合形成三维立体模型,实现建筑各种信息的集成和存储，并以电子模型的形式展现出来，在一定程度上促进了建筑设计的现代化和信息化。将BIM技术应用到建筑结构设计中，不仅可以促进各单位、各部门之间的沟通交流、资源共享，如设计单位、施工单位、业主单位三方的建筑设计资源共享，还可以构建建筑结构数学模型，促进建筑结构设计的可行性分析。

1.2BIM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。

2BIM技术在建筑工程结构设计中的应用要点

2.1工业建筑工程结构整体设计中的应用

在建筑工程的项目整体设计中，加强BIM技术的应用，在平面布置和建筑方案构思中加强对其的应用。首先是加强Re⁃vitArchitecture（以下简称RA）软件平台的应用，利用其对三维场地进行模拟和布置，并采取多元化的材质对工业建筑的的各种结构予以构建，从而得出建筑整体结构布置，并在此基础上，利用RA的概念体量工具，在三维视图下设计建筑整体结构，这样就能及时的把建筑形态和设计意图开展反复推敲，再根据概念体量模型，直接提取建筑结构的数据。以工业建筑的裙楼结构为例，其结构设计是一项十分重要的内容，在利用BIM进行整体结构设计时，需要在首层设置透明幕墙，从而促进现代特色化的商业立面的构件，但是塔裙属于对塔楼的延伸，进而采取有机三级圆弧模式作为其平面，并在设计中借助RA的可视化功能来实现。

2.2碰撞设计中BIM的应用

在对建筑工程的空间位置进行碰撞设计时，利用BIM信息模式把草图模型实施精细化的处理，并确保所构建的信息化模型更加完整。在具体的应用中，碰撞方案模型中的基本信息较多，所以在这一过程中，应切实注重层数设置，并通过建立柱图和制作墙面生成梁柱和楼板等方面的内容。利用RA进行相同层数的设置和叠加数量，确保层数设置的科学性，并通过建立柱网，促进柱网系统的完善。在进行墙面绘制过程中，在墙面设置的对话框中设置相应的参数。在幕墙绘制过程中，利用RA的工具箱，选取画参考线的方式，将幕墙平面和垂直度以及室内标高等进行构建。在做好上述设置的基础，方案阶段的BIM模型的主体内容就初步完成，并对其他参数进行完善，比如梁柱和板件在模型中进行构建，因为梁柱和板件是工业建筑的主要结构之一。在设计过程中，应考虑工业建筑承载压力大和强度要求高的特点，所以对此类构建设计时，其截面比一般截面要大。而为了控制截面高度，应利用BIM技术对配筋率进行合理的确定，所以可以将截面高度增加的同时还要将配筋率降低，并预防梁柱交接部位发生钢筋集中的情况，这样在便于施工的同时还能将梁柱结构整体质量提升。而挑梁所承受的荷载的比重小，因而可以将其做成截面设计方式。而挑梁底筋设计，需要预留相应安全系统，由于挠度大和荷载大，所以应将底筋适当增加，且深入墙体的长度符合结构设计需求。而在设计过梁时，需要对其受力情况进行模拟和验证，若圈梁与过梁实施一体化的设计，才能便于操作和促进抗震性能的提升。

2.3结构参数设计过程控制中的应用

在这一阶段加强BIM技术的应用时，虽然与结构参数的出图方法大致相同，但是其在细致性上存在一定的差异。因此，这就需要结合所构建的三维建筑信息模型来建立，并在结构侧上利用RevitStructure建立分析模型，并形成结构分析和钢筋信息模型。对于管线设备而言，就需要RevitMEP加强对工业建筑工程结构设计中的参数设计，并将每个对象的参数化在BIM模型中建立起来，并构建统一联系。但是因为项目建设中，所涉及和参与的专业与项目较多，所以就需要利用BIM及时进行协同工作，并利用其对设备管线设计和碰撞检查中加强BIM技术的应用。那么在结构参数优化过程中，还应对诸多专业开展碰撞检查，尤其是在关键位置上，应及时的将管线排列图提交到信息模型之中，并根据设计图纸就建筑结构、设备专业等进行三维模型的构建，这样就能开展不同专业的碰撞检测，并提交相应的碰撞报告。此外，还能采取四维动画对施工过程进行模拟，现代建筑工程内部十分复杂，利用其能进行结构施工等方面的作业。例如，在复杂节点设计方面，主要是考虑到工业建筑结构的节点处的施工定位较为复杂，且有着较多的钢筋，所以需要借助BIM进行空间实体模型的模拟，并根据设计图纸对复杂节点进行配筋，并在钢筋锚栓上预先实施三维定位，并借助三维模型能快速地掌握隐藏信息，从而避免钢筋在交汇过程和碰撞中发生空间不足的问题，且将复杂节点施工工序能展示出来，进而更好地为施工现场进行指导，达到精细化施工的目的，减少在质量和安全方面的问题，提高施工技术的管理水平。

2.4BIM技术在钢结构建模中的具体应用

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。

结语

综上所述，在现代建筑工程结构设计过程中，为确保设计过程的科学性和完善性，就需要切实加强BIM技术的应用，不仅能有助于项目设计效率的提升，将经济支出降低的同时将设计所需的时间缩短。这就需要我们在实际设计中，切实掌握BIM技术的要点，并在设计中强化对其的应用，促进其设计水平的提升，完善建筑工程的功能，尤其是要通过BIM技术对整个结构设计的全程进行模拟，并加强对出现问题的预处理，从而更好地确保工程建筑的结构设计水平得到提升。

参考文献

[1]黄琼.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].山西建筑，2019，03.

[2]徐鸿儒.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].化工管理，2018，07.