基于BIM技术的建筑结构协同设计分析

基于BIM技术的建筑结构协同设计分析

任伟

浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310000

摘要：在建筑结构设计当中应用BIM技术，需要全面注重建立计算机三维模型数据库，在实际应用期间需要不断完善，因此也出现了技术应用难题。尤其体现在机电专业和建筑结构方面的协同设计当中，因此需要深入分析和研究。本文主要是探讨分析基于BIM技术的建筑结构协同设计，希望能够对建筑结构设计人员起到一定的参考性价值。

关键词：BIM技术；建筑结构；协同设计

随着建筑产业的不断发展，为了全面处理传统建筑当中存在的各项问题，需要不断研究和开发新的设计方式，全面提升建筑品质和设计效率，有效指导施工建设。随着BIM技术的不断发展，建筑行业将研究重点放在了施工各个专业的协同设计方面，实现建筑工程一体化管理方式。BIM技术未施工设计开拓了发展前景，在较大程度上减少设计周期，提升设计品质。在工程设计建造期间应用技术能够优化整合工程项目的数据信息，建立项目模型，并且使用数字信息对他建筑物实际性质进行模拟，全面提升设计质量，降低施工建设成本。

1、BIM技术内涵

该项技术主要是建立建筑信息模型，BIM技术能够将工程项目当中的所有信息数据作为模型建立的基础和依据，在此模型当中能够包含各专业数据信息，功能需求以及性能等，能够连接不同参数，可以随时提取工程前期设计规划，实际施工一级维护，管理等各环节的相关数据。BIM技术作为执行和协作平台，能够有效优化和指导项目设计，帮助设计人员作出科学决策，全面加强工程设计质量和施工效率。使用BIM技术具备的协同设计功能，能够使其他设计人员对该领域设计人员的方案进行调用，降低调整设计方案的时间以精力等。

总之，BIM技术主要是以建筑模型作为理论基础，优化整合各项数据信息，全面落实各项设计目标，借助计算机网络技术和各项服务内容，在设计阶段，施工阶段以及运营阶段全面维护和管理建筑信息。

2、BIM技术在建筑协同设计当中的应用

2.1BIM技术的设计优势

（1）BIM技术具备大量的数据信息，通过这些数据信息能够真实模拟建筑物理信息，信息内容主要包括视觉效果，几何信息以及少量的非几何信息。

（2）BIM技术科学性较强，能够从建筑设计到后期运维管理各个环节渗透，在三维数据模拟库中包含多种建筑施工信息。

（3）BIM技术协调性较强，能够给予用户设计信息管理信息以及成本信息等，能够协调不同数据信息。

（4）BIM技术还能够建立链接功能方案和工作集功能方案。前者主要是在设计独立模型时，可以将其他领域模型的链接引进到自身模型当中进行参考学习。后者主要是使项目工作人员通过工作集，在独立模型之下同一时间输入较多次需要使用的数据，这样可以使得各个专业间的线性设计设计方案成为专门之间的网络交互设计方式，这样可以不断优化设计方案，并且对设计质量进行全面控制。

2.2BIM技术在结构系统设计中的困难和解决措施

按照现阶段的发展情况可以看出，设计人员在设计建筑结构师通常是以，建筑模型作为依据，全面遵循设计原则，之后优化布置结构构件，应用有限元分析软件建立建筑结构模型。全面分析建筑空间的形变和受力情况，按照分析结果对设计进行优化调整，之后应用专业绘图软件绘制建筑结构平面图。使用BIM技术能够全面建立为立体模型，之后将模型导入到系统分析软件当中，全面分析和计算整体建筑模型，之后通过系统将设计信息反馈给设计人员，之后设计人员按照实际情况对设计进行优化更改

（1）以BIM技术为基础的3D应用软件当中具备多种模块化变量和参数变量，显著优于传统绘图技术。然而，在应用该项技术时需要全面遵循传统绘制技术的基本思想，全面确保设计连续性，因此，BIM技术的模块化变量和参数变量要显著多于传统绘图技术。若缺乏合理设置系统参数，将会导致各个参数之间出现不匹配情况，提升后续施工设计的难度。

（2）在建立BIM模型期间，需要全面考虑模型结构自动转换机制，确保其能够转化为平面施工图存档形式，软件在系统当中应用时是否能够对结构分析模型进行有效判别。由于BIM模型存在一定的局限性，主要表现在结构分析模型和物理模型双相连接方面，无法全面发挥出双向连接的各项优势。

2.3BIM技术在剪力墙结构当中的协调设计

某建筑结构共分为上下两部分，地上建筑共有32层，层高2.8m，主体为总高度为97.5m；地下建筑为车库，应用落地式张剪力墙结构，初期设计建筑使用年限为50年，剪力墙结构主要是C50混凝土，梁板为C30混凝土。

（1）建立BIM模型：为了全面强化建筑项目设计效率，需要全面应用BIM技术开展各项时工程设计，将CBIMS为信息技术标准，使用REVITSTRCTURE软件建立BIM模型。在建筑模型建设期间需要对屋面和首层实施特殊处理，将建筑的其他楼层设置为结构形式相同的标准层，在创建三维模型之后，利用不同角度对结构布置情况进行观察，优化结构形态。

在此次研究当中主要是选择可视性图纸，这样就能够以二维图纸形式输出BIM模型，这样能够直接生成平面图纸，能够导出CAD格式文件，深化编辑和修改二维图纸，并且能够在平面图基础之上设计其他形式图纸。当使用BIM技术展现设计全过程时则需要全面表达出建筑各项信息数据，并且将精细化信息作为设计参考。

（2）模型分析：在设计建筑结构期间不仅需要全面分析剪力墙结构的物理模型。还需要再分析期间考虑应用结构分析模型，比如梁桩柱分析模型，结构载荷模型，以及边界模型等。在设计信息当中将分界模型作为重要载具，在实际设计期间使用的RevitStrcture软件工具无法分析建筑，因此需要使用结构分析软件。通常情况下，在分析结构模型当中主要是使用Pkpm的Satwe程序。这样能够将RevitStrcture软件与Pkpm软件连接，在世纪链接之前需要设置结构参数，结构参数的设置会对结构分析模型造成直接影响。作为重要载体，结构分析模型能够确保在结构模型当中传递多种设计参数。RevitStrcture在创建实体模型期间，会自动生成结构分析模型，设计人员需要按照可见性设置不断完善和优化结构分析模型。物理模型可以给予设计人员实体模型，全面指导材料预算和建筑模型，结构分析模型主要是分析和计算模型，给予用户各项结构信息。

3、结束语

综上所述，以BIM技术为主的建筑设计能够全面改善和优化传统平面设计方式，能够最大限度满足建筑行业对结构设计的效率和质量要求，能够从根本上促进建筑行业的发展。随着BIM技术的不断发展，国际设计也逐渐认同了BIM技术。此次研究主要是分析BIM技术的基础理论，在此基础之上探讨了建筑结构协调设计当中BIM技术存在的各项问题，并且按照剪力墙结构模型建立为案例分析，全面研究了BIM技术的实际应用，希望能够对BIM建筑设计领域起到参考性价值。

参考文献：

[1]杨陈相.基于BIM技术的地铁车站协同设计及结构计算研究[J].铁道标准设计，2017，61（12）：105-109.

[2]高政翔.研究建筑结构协同设计中BIM技术的应用[J].低碳世界，2017，15（25）：173-174.

[3]车俊.解析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰，2017，25（01）：60-61.

[4]张瀚文.基于BIM技术的建筑结构协同设计探讨[J].建筑知识，2016，36（11）：92.

[5]朱宝胜.BIM技术在建筑结构协同设计中的应用研究[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2016，25（04）：35-36.