建筑结构设计中BIM技术的应用张二卫

建筑结构设计中BIM技术的应用张二卫

张二卫

水立方建设集团股份有限公司安徽分公司安徽合肥230000

摘要：BIM技术的出现对于我国建筑工程项目建设而言尤为重要，不仅降低了建设成本，还增加了建设质量。全面利用BIM技术可以充分实现信息存储的完整性，进而实现对建筑工程项目的创新建设。尤其是近些年BIM技术的不断完善，致使建筑行业在发展上逐步升高，从而满足了现代化背景下的住户需要。

关键词：建筑结构设计；BIM技术；具体应用

引言：

现阶段BIM软件产品受到BIM技术与思想发展的推动而不断趋于完善，BIM技术在国内开始被广泛运用到建筑工程设计、施工以及运营等多个领域，BIM技术在运用中可以实现不同专业、不同部门之间的数据共享，所以在建筑结构设计中可以让工程师、建筑师、设计人员以及业主等，多个层次用户来共享及使用同一个数字设计信息。基于BIM技术而成的可视化数字模型可以帮助用户进行建筑结构的模拟与分析，以便于施工单位可以加深对设计人员设计理念及建设目标的理解，对提高建筑产品结构设计的整体质量及生产效率有着重要意义。

1、BIM技术的概述

建筑信息模型是基于三维数字技术为核心的模型，它集聚了诸多的建筑项目信息而构建成的工程数据模型。其含义最早是出现在美国，应用数字化模型来对建筑项目进行设计、维护等一些建筑有关的管理过程，进行实现数字化与信息化的灵活运用。在建筑工程所属的范围中，若是开发AutoCAD技术并且对其进行利用，可以把它看作为是计算机绘图的首次革新，那么应用BIM技术，就是建筑绘图基于分步绘图逐步转变为多专业共同绘图的计算机信息技术，这就是建筑设计工程的第二次革新。依据具体的概述而言，BIM技术的运用就是建筑项目管理中崭新的信息化管理技术。

2、建筑工程结构设计的不足

2.1分析与设计问题

在对BIM传播中，与之有关的软件时常被提及；在BIM具体实践中，BIM软件的运用也是一个最为常见的突破口。虽然造成这一现象的有部分原因是来自于软件开发商，但是最为主要的是传统的设计软件在实际分析与设计上是不满足当代建筑行业发展。

2.2设计流程问题

在传统的设计流程中，不同的专业都有不同的工作主线，而不同专业设计出的内容会也会分布在不同的图纸中，任何设计环节的信息交流都是需要依靠关键节点来对其进行提资。在此种流程中，实现信息交流的难度非常大，致使协同工作是无法顺利实行，也会影响信息共享的性能。若是某一环节的专业设计出现改变，有关设计人员缺少有效的沟通，这个问题很容易出现在一个节点中，而此种现象的出现会致使建筑工程出现返工的情况，严重的话会影响结构设计的整体质量与效率。设计人员可以在不同方面来对设计流程进行剖析，进而生成一系列基础数据，以此来给后期的设计人员提供核心依据。对地形分析完成以后便可以对建筑物的空间构造进行设计。当建筑物进行空间设计时最常用的就是BIM技术的可视化分析技能，运用3D技术建筑物的空间构造体现出来，同时还要对建筑的室内视野实行设计与分析等，在对它开展全面分析之前需要建立一个相应模型，除此之外，还要运用BIM技术对它进行调试，从而结合多元化因素进行参考，以此来选出优秀的空间设计模型。

3、BIM技术在建筑结构设计中的具体应用

3.1在建筑结构性能中的应用

随着科学技术的不断发展，在建筑结构的设计过程中，我们必须要将结构设计过程中的每一个部分都进行不断的总结，通过建立一个虚拟的建筑模型来进行整体设计的把控。而BIM技术的应用完全能够实现这个设想，不仅有效的提升了建筑结构设计的科学性，还能够保证提前对建筑的牢固性与抗震性进行检验，从而确定建筑结构设计的各项数据是否满足相关建设的标准要求。在实际的建筑模型的构建中，设计者只需将BIM模型的相关数据进行导入，就能够很好的通过计算机软件进行计算，有效的保证了数据的准确性，还能够及时的发现建筑结构设计中存在的一些不足，从而进行设计上的改善，保证了建筑结构的设计质量。我们拿亚洲最大的垃圾发电厂设计过程举例说明，为了能够使发电厂的建筑结构性能得到有效的提升，设计者通过利用BIM技术对整个建筑模型进行检测，不仅对模型内的结构进行碰撞试验，以便能够发现在碰撞下建筑结构发生的问题，及时的进行改进，还有对于机电与建筑之间的碰撞检测，及时的发现其中存在的不足，当BIM数据通过计算机软件生成的报告出来时，可以根据其结果进行相应的数据调整，从而提升整个建筑结构的稳定性。

3.2在构建关联性结构模型中的应用

在建筑结构设计过程中，其自身关联性结构模型的构建非常复杂，需要我们的设计者不断的在建筑个体之间进行关联性的总结，而当在建筑结构设计中应用BIM技术后，能够有效的解决相关关联性方面存在的问题，这让整个建筑结构设计工作得到明显的提升。例如在洞口墙体的设计中，我们在之前的设计时都会将洞口依附在实际的墙体上，这时我们的设计者将洞口删除，而墙体还是存在的。但是如果将墙体删除，反而令洞口随之消失。此外，在建筑结构设计中的柱与梁的关联问题，我们需要通过结构设计将其进行关联，在实际的调整中，我们将梁进行调整，相应的柱也会发生改变。我们通过这些问题都能够看出相关建筑结构的关联性问题。

3.3钢结构建筑中BIM技术的应用

目前我国的钢结构建筑建设数量越来越多。大跨度建筑物的建设数量越来越多，钢结构是主要的结构形式，但是大跨度钢结构建筑的结构连接、加强件布置难度较大，并且进行结构设计工作时需要对梁柱连接、梁梁铰接、梁梁刚接等连接形式进行设计，在进行设计工作时通常需要通过参数化技术来进行各个连接件的专项设计。BIM建筑技术的应用能够在建筑结构设计工作中实现参数共享，结构设计人员通过BIM技术的应用能够控制钢结构螺栓的数量和简洁，设计人员在进行钢结构设计时，需要进行参数调节便能够更改、调节连接件，此时建筑结构设计人员只需要画出大样即可，钢结构施工技术人员只需要参考相应位置设计，以此就能够进行加强件形式和位置的确定，能够促进钢结构设计的质量和施工效率的提高。

3.4设计模型和BIM模型的转换

设计单位在进行BIM模型的构建时应该将各个专业的设计人员联系到一起，以便在构建模型时能够及时处理遇到的问题，在设计过程中应用BIM技术能够将图纸中的内容进行总结和修改，通过BIM技术的应用能够将二位的图纸变得更加形象立体，让大家通过三维的视角来表现设计的结果，进行设计图纸的移交工作时，设计人员最好附带模型，并且向交接人员说明模型的使用规则和使用说明，便于移交。

3.5计算结构模型的分析

BIM模型包含了力学性能、材料、成本、几何信息等多种信息，根据软件建造的模型的种类不同对建立的结构进行调整，将调整后的BIM模型导入到结构分析软件，在结构分析软件当中也能够对模型进行调整，调整后的模型还可以转换为BIM模型，这种模型的优势有两个方面：首先需要对结构模型的数据保持客观性，其二，需要保证模型计算分析时具有较大的精确性；第三，需要对结构模型进行分析、细化，体现出模型的细致性。BIM技术在项目管理当中也有所应用，能够通过BIM技术的应用能够设备、构建之间的关系进行管理、并且能够可靠地分析现场条件。

4、结束语

总之，建筑项目工程的设计结构日趋复杂化，如果将BIM技术与结构设计相结合，并将两者构建成一个完整的平台，进一步进行统筹管理大数据。在这个平台当中，所有的数据都是与结构真实可靠的构件，而且具备了良好的特征与属性，更方便其调动分析，从而为专业设备与建筑之间的协调工作提供了更多便利。

参考文献：

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[2]庄彦春.建筑结构设计中BIM技术的应用管窥[J].甘肃科技纵横,2016,45(09):69-70+27.

[3]张超.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰,2016(27):95-96.