建筑结构设计中BIM技术的应用分析

建筑结构设计中BIM技术的应用分析

晏宏

身份证号码：511002198901152811

摘要：近年来，受社会发展的影响，我国的建筑行业得到进一步提升。在建筑工程结构设计中，通过应用BIM技术，即可实现建筑工程结构三维可视化，便于对工程设计方案进行调整。同时，对于整个施工环节，也可进行动态化模拟，进而便于开展项目建设全过程管控。

关键词：BIM技术；结构设计；应用

引言

在建筑工程施工之前,建筑企业需要制订一套详细、全面的施工方案,施工方案的合理性、可实施性将直接决定房屋建筑工程质量,进而决定住户的舒适程度。因此,建筑的结构优化工作在建筑工程施工中占据着非常重要的位置,建筑企业也应该认识到这一点并最大程度地保证建筑质量。传统的施工方式和设计方案通常会对周边环境造成一定程度的破坏,并且建筑工程施工往往会消耗较多的资源。因此,在结构设计过程中,设计人员应该对建筑的周边环境进行详细勘察,尽可能保证建筑结构设计工作的合理性和实用性。

1 BIM 技术在建筑结构设计中的作用

1.1 对建筑结构性能进行分析

在对建筑结构进行设计的过程当中，设计人员需要做的不仅是将建筑结构的框架进行排列，更需要在保证建筑结构美观的同时使建筑结构有着良好的性能，而这也与建筑工程的质量要求不谋而合。在以往的建筑结构设计当中，分析建筑结构的性能需要耗费大量的人力物力，而且受到分析人员主观意识或注意力的影响，很可能导致结果存在偏差；而借助 BIM 技术，设计人员就可以充分的降低人力物力的消耗，避免误差的出现，从而保障建筑结构的性能。

1.2节约成本,优化资源配置

建筑结构优化设计不仅能减少原材料的浪费,还能为建筑企业节省施工成本。在设计环节,设计人员可以借助计算机技术对各类工程数据进行总结和数字化分析,以有效避免人工计算可能出现的误差、漏算等问题。这不仅能提高施工作业的科学性和准确性,降低返工概率,还能减少人力、物力的消耗,进而提高施工效率与施工质量。另外,设计人员还应做到优化资源配置、合理分配施工材料,整合所有资源并加以合理利用,确保建筑结构的质量和性能,为住户打造安全、舒适的居住环境

2 BIM技术在建筑结构设计中的应用

2.1在流程规划阶段的应用

通过将BIM技术应用于结构设计中，可实现3D设计，在创建建筑三维模型后，在模型中可全面展示出项目建设和管理相关信息数据，在此过程中，要求设计人员对设计全过程进行科学合理的规划。结构师以及设计人员之间应当强化沟通交流，从建筑功能、结构力学等多个方面，对建筑结构设计方案进行全面细致的分析，对于设计所得结果，可采用BIM技术直观的展现，不同专业工程师再相互交流，对设计方案进行细化调整。在建筑结构初步设计阶段，可利用BIM平台新建结构样板，导入与建筑工程设计相关的数据资料，再创建建筑三维模型，在获取平面结构后，设计人员与工程师共同参与各类构件布局规划，同时，对于整体设计方案进行检验分析，据此优化项目设计方案，同时还可开展碰撞检测，避免不同构件之间发生冲突。在建筑工程三维模型创建完成后，还可联合应用有限元分析软件，对项目设计方案的科学性、合理性进行检验分析，在此过程中，可利用BIM数据应用实现接口交换，便于对数据进行直接转换，同时还可及时对数据进行更新和调整，据此提升建模效率。

2.2制作三维模型

在BIM技术的实际应用中，可将信息技术作为基础，采用各类软件对建筑工程各项技术参数进行合理设定和调整。在此过程中，可利用BIM技术创建建筑工程三维模型，设计人员查看三维模型，即可了解到建筑工程结构布局以及局部特征，对各类数据参数进行修改。建筑工程整体结构可以三维立体形式展示在计算机中，设计人员通过计算机即可查看三维模型，并且根据设计要求对模型中的数据进行修改，同时查看建筑工程各项功能。

与传统的建筑工程结构设计方案审核相比，通过利用BIM技术创建三维模型，可对建筑结构设计中的各项细节进行分析。比如，在确定建筑工程中某个结构的受力情况时，可在BIM三维模型的基础上对受力参数进行计算，同时还可对建筑工程地基结构的承载力进行计算。建筑工程建设高度不断增加，结构复杂程度也显著提升，在建筑结构设计中，为详细了解建筑整体和各结构的受力情况，可引入BIM技术，放大三维模型，对建筑整体结构进行分解，便于对结构设计方案进行审核。

2.3 B在空间设计中的应用

在建筑工程结构设计中，对整个建筑工程空间结构进行科学合理的规划至关重要，这一设计环节所涉及的内容比较多，包括建筑工程内部、外部空间结构分布、建筑整体外观等等，而通过应用 BIM 技术，可创建建筑立体结构设计方案，并以可视化的方式展现。设计人员可直接查看建筑立体结构模型，对不同结构的空间分布情况、资源分布和利用情况进行分析和优化调整。

2.4在施工图设计中的应用

在以往的建筑工程施工中，需将二维图纸作为重要依据，如果施工环境、施工技术工艺发生变化，则要求设计人员多次修改调整，工作量大，并且还会造成施工效率降低。而通过应用BIM技术，可创建建筑工程三维立体模型，设计人员以及施工人员均可直观地观察图纸内容，为项目建设全过程管理提供可靠依据。在施工图设计过程中，应当综合考虑不同专业内容，包括建筑结构设计、水暖电设计等等，在施工图设计完成后，即可据此对各类设备和材料进行采购，同时编制施工方案。在BIM技术的实际应用中，核心建模软件包括RevitArchitecture以及RevitStructure，二者均将参数化设计作为基础，在建筑三维模型创建完成后，对于各个标高平面视图，可转变为施工图，如果在项目建设中出现设计变更，可在三维模型的基础上直接调整，促进施工图设计效率的提升。

2.5碰撞检测

在利用BIM技术开展建筑工程结构设计时，各专业模型创建完成后，可利用软件技术对模型中的各类构件进行碰撞检测，判断各类专业之间是否有冲突，比如结构设计与机电设备安装位置之间是否有冲突、建筑结构与管线排布净高是否有冲突等。在Revit环境中，要求应用碰撞检测软件，对于Revit中的结构模型以及机电模型等，均可导入至Navisworks软件中，首先设定碰撞检测的判断条件，然后开展各类主体模型的自由选择碰撞检测，最后根据检测结果绘制检测报告。对于建筑结构设计模型、机电设计模型等，均可进行碰撞检测，进而发现建筑结构设计中各类专业设计之间所存在的冲突，据此对建筑工程结构设计方案进行优化调整，避免在后续施工中不同专业之间产生冲突，提升施工效率。

结语

对BIM技术在建筑工程结构设计中的应用方式进行了详细探究。在工程项目建设中，结构设计是十分重要的内容，结构设计的合理性会对建筑工程施工的可行性、经济性产生较大影响。对此，可将BIM技术应用于建筑工程结构设计中，创建建筑工程三维模型，对不同专业设计方案进行检测分析，对各项设计参数进行调整，提升建筑工程结构设计效率，对施工成本进行严格控制，同时为实际施工提供指导。

参考文献

[1]李泳波.关于BIM建筑结构设计过程的研究与实现[J].智能建筑与智慧城市，2018（2）：2.

[2]王磊.基于BIM技术在建筑工程结构设计中的推展应用分析[J].建筑技术开发，2020，47（15）：14-15.