关于建筑结构设计中BIM技术的有效应用

关于建筑结构设计中 BIM技术的有效应用

史怀亮

天津天咨拓维建筑设计有限公司天津市 300384

摘要：本文首先阐述了BIM技术的特点和优势，接着分析了建筑结构设计中BIM技术的有效应用，最后分析了BIM技术在建筑结构设计中应用的具体方法，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：建筑结构设计；BIM技术；有效应用

引言：

近几年来，我国经济社会的发展水平取得了很大的进步，建筑行业也随之发生了很多积极的改变。但是，由于受到自身和外部因素的综合影响，在很多建筑工程项目施工过程中还是容易出现很多问题，存在很大的安全隐患，而且依靠传统的科技水平并不能够很好的识别和预防施工风险，严重阻碍了整个建筑工程项目的施工效率。如运用BIM技术，就能很好的解决之前存在的问题。

1 BIM技术的特点和优势

1.1 设计图纸编辑修改便捷

基于BIM技术设计出的建筑结构图纸，其全部的设计内容均是以建筑模型的样式储存在计算机设备中，除了可以根据需要打印出纸质的图纸以外，还可以根据建筑结构设计和施工等环节的修改需要，借助相关的设计软件，对模型中的个别参数进行修改，从而获取编辑修改过的设计图纸。显然，这种近乎一键操作的设计图纸输出模式减少了设计图纸编辑修改的繁琐性和复杂性，使图纸能够根据最新的要求进行及时、便捷的修改。

1.2 设计数据信息管理的信息化

BIM技术是基于计算机技术和互联网技术的基础上应用的建筑结构设计技术。一方面，结构设计所使用的模型是在信息化数据库中大量与建筑相关的数据的支持下产生和发挥作用的，另一方面，结构设计的最终模型是以信息化的形式呈现的，设计人员对设计图和设计参数的查阅、修改均是通过信息化数据库和数据系统来实现的，这使得整个设计过程中的信息管理均是以信息化的方式进行。

1.3 设计结构立体化、可视化

传统的建筑结构设计是以平面制图软件为主要载体进行的，这种设计方式虽然能够达到结构设计的目的，但由于设计中存在的影响变量比较多，一旦出现数据错误等情况，会影响整体的设计过程和结果，修改矫正的过程比较繁琐。三维技术是BIM技术在建筑结构设计中应用的明显特点和优势，并且该技术具有自动矫正识别的功能，可以提前识别和纠正存在的明显问题。在结构设计中，设计人员会通过建筑模型实现建筑结构设计方案的立体化、形象化呈现，从而实现设计图纸和设计方案的动态可感知，提高了建筑结构设计的精准性和现实性，避免了一些建筑结构设计中存在的死角、盲点。并且BIM技术具有二维图纸向三维立体模型转化的功能，可以实现传统制图软件与现代制图软件的融合，从而提高建筑结构设计的便捷性和科学性。

2 建筑结构设计中BIM技术的有效应用

2.1 在数据可视化方面的应用

BIM技术充分吸收了计算机技术、信息技术的优势，能够根据预设的程序，在相关数据信息的辅助下，形成三维立体建筑结构设计模型，从而方便设计人员对结构设计情况的调整和完善，同时也便于设计人员向客户立体展示结构设计的效果。相较于传统平面的设计图纸而言，基于BIM技术基础上产生的模型图具有三维立体的效果，这种模型不仅具有可视化的特点，同时具有可动态调整的属性，设计人员可以通过简单的软件操作实现动态的旋转和放大缩小观看，从而实现建筑结构的宏观与微观的灵活可视化，提高了结构设计过程和结果的动态演示属性。正因为BIM技术具有的这种优势，越来越多的建筑设计单位将其应用到了前期业务的洽谈和中后期设计方案的落实、优化活动中，从而提高了设计的可预测性和可矫正性。

2.2 在建筑结构主要参数设计方面的应用

参数，是建筑结构设计中的主要信息，其不仅具有数量和类型多的特点，同时也具有较大的关联性，很容易对建筑结构设计的结果产生重要的影响。BIM技术在建筑结构主要参数设计方面的应用主要体现在其为参数设计提供了相应的数据库，设计人员可以根据数据库中的信息资源，完成建筑结构模型的搭建和调试，并最终输出符合建筑实际情况的结构设计方案。BIM技术用于参数设计中，可以提高参数设计的准确性，同时也可以为设计人员提供相应的模型对比，从而确定最合适的结构设计方案。

2.3 在预制构件设计方面的应用

预制构件设计，是对那些无法现场施工，或者现场施工成本过大的建筑结构部件进行的预先制作。预制构件虽然解决了施工中的部分难题，但也增加了预制构件准确性保证的难题。在预制构件的设计中，设计人员通过使用BIM技术，可以对预制构件的各种参数进行多方面的对比调整，从而确定最适宜的管道走向、管道长度、管道角度等参数信息，为构件的预制提供更加准确的参数信息，使最终预制的构件能够真正符合建筑结构施工的要求。

2.4在钢结构设计方面的应用

钢结构设计，是现代建筑结构设计中的典型性结构设计内容。虽然该类结构的外观比较好看，施工成本比较低，但对施工的精准性要求却比较高。在钢结构设计过程中，设计人员会借助BIM技术对钢结构的组成，以及相关构件的提升、吊装等过程和需要注意的细节问题进行梳理明确，从而保证结构设计和结构施工中的一些细节性内容的完整呈现。同时，在施工过程中，相关人员可以借助BIM技术构建的模型，对结构施工的工序等情况进行再次的确定和落实，确保结构设计方案的最终准确落实。

3 BIM技术在建筑结构设计中应用的具体方法

3.1 细化建筑施工现场的勘察

BIM技术应用的前提是要有大量关于建筑工程的相关数据，如果没有这些真实且丰富的数据支撑，BIM技术的应用也就成为无源之水。因此，在对建筑结构进行设计过程中，设计人员要深入到建筑工程施工现场，对施工工地的自然水文、地形、地质等各种方面的情况进行详细的调查勘测，进而获取大量可供使用的勘测数据信息，作为BIM技术建模和结构设计的重要信息依据。

3.2 科学建立建筑结构设计模型

模型，是展现BIM技术建筑结构设计成果的重要载体，其准确性和科学性，会直接影响到建筑结构设计的准确性和有效性。虽然BIM技术的建模能力能够基本满足建筑结构设计中的模型构建和使用需求，但要想真正满足BIM技术在建筑结构设计方面的需要，或者凸显BIM技术在建筑结构模型建立方面的优势，则需要结合相关情况对软件的操作能力和水平进行提高。换而言之，设计人员需要在建筑结构设计实践中，不断丰富自己的建模思维和能力，能够根据不同建筑类型和建筑结构设计的相关要求，在短时间内建立最适宜的结构模型，满足建筑结构设计与展示的需要。同时设计人员要具备在短时间内从众多的模型参数中确定对模型结果产生直接影响的一个或者一组参数变量，以保证模型使用的稳定性和正确性。

3.3 拓展BIM技术使用方向

虽然设计人员在建筑结构设计实践中积累了较为丰富的技术使用经验，但这些经验和实践也容易束缚设计人员的设计思路，使其无法突破BIM技术应用范围的界限。为更好地发挥BIM技术在建筑结构设计方面的应用作用和优势，设计人员除了从自己擅长或者主要负责的结构设计内容入手挖掘和使用BIM技术以外，还要从建筑结构设计的全流程出发，从建筑结构设计与建筑空间设计、建筑结构设计与建筑施工流程设计等方面延伸BIM技术应用的范围，使自己对于建筑结构设计中BIM技术应用的理解和掌握更加完整、科学。例如，设计人员可以利用建筑结构模型的调整来对比不同结构对应的空间感的差异，从而确定不同空间感需求所对应的建筑结构设计方案，以此来满足不同客户的空间设计需求。

结束语：

随着生产力的不断发展，我国的经济水平也得到了很大的提升，人们对于物质的需求越来越严格，不仅要求质量还对舒适度等提出更高的要求。进而人们对居住环境的要求也有所提升。利用BIM技术，可以不断地提升和完善建筑的设计和施工过程，提升了工作人员的工作效率和工作质量，促进了建筑行业更快更好的发展。但事实上，虽然BIM技术已经相对比较先进，但依旧存在很多问题需要不断改进，这就对相关工作人员的研究工作提出更高的要求，积极优化和完善BIM技术，并且做好推广工作，将BIM技术运用到越来越多的建筑设计中，优化建筑设计施工管理工作的一体化。

参考文献：

[1]BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].杨鑫;中国建筑金属结构.2021(05)

[2]BIM技术在现代建筑工程结构设计中的应用[J].王磊;建筑结构.2021(09)

[3]浅析BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].尹向东;居业.2020(03)