BIM技术在建筑结构设计中的应用

BIM技术在建筑结构设计中的应用

薛萌

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摘要：随着社会的快速发展，各行各业均迎来发展机遇，而企业为提高竞争优势，需要顺应时代发展，积极引用现代化技术。目前，人们物质生活水平逐渐提升，对居住环境提出较高要求，所以面对种类越来越多、规模越来越大的建筑工程，为保证其建设质量和效果，建筑企业在工程结构设计中有必要应用BIM技术。这一技术可通过三维立体图形、模型直观呈现工程结构，从而为设计人员提供良好思路，其所拥有信息化、科学化特点，可使工程结构设计具备理想效果。

关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用

引言

为了更好地保证建筑工程的整体施工质量，提高建筑的实用性，就必须采取适当的方法，做好建筑结构的设计。目前，很多建筑工程设计方在建筑结构设计中逐渐开始运用BIM技术。通过这项技术的应用，构建更加明晰的建筑三维模型，从而帮助建筑工程设计方更好地根据工程项目的实际需要，对建筑的设计方案进行优化升级。

1BIM技术主要特征

1.1可视化

可视化在BIM技术中具有显著特征。针对建筑施工设计中运用到BIM技术，可视化在其中起到了很大作用。在我们传统的施工设计的过程中，仅仅是利用施工图纸对每一个建筑构建中的有关资料进行说明，用线及标记的资料划定各建筑部分，而建筑物真实的结构效果及模型，则需由设计人员自己去了解。以及BIM技术的运用，利用BIM技术具有可视化特性，可借助数据、电子计算机及其他形式，把建筑构建各种信息以及建筑物整体信息送入计算机，利用数据建模，使人以立体方式看到建筑三维图像，表现建筑的整体效果，提高建筑设计对工作人员的互动性，反馈性。BIM技术可视化，开启建筑施工设计新思路，开辟出一条新路，本实用新型大大提高建筑施工准确性、质量性与效率性等。

1.2模拟性

结合应用BIM技术和计算机技术，可在整合归纳工程信息的基础上，构建3D模型进行动画模拟，有利于设计人员和施工人员在直观了解工程建设基本情况的同时，模拟总体施工环节。这种方式便于工作人员发现后续施工中可能存在的问题，从而在工程设计阶段予以调整和规避，防止施工意外事故的发生。利用BIM技术可通过数字仿真系统，对工程构件、材料的受力大小进行计算，进而调整相关数据信息，优化工程设计图纸。总体来讲，BIM技术具有模拟性优势，可在直观展现工程结构信息的基础上，结合工程所在地环境温度、施工条件等开展施工模拟。

1.3信息集成性

在传统的建筑结构设计中，作为负责结构设计的设计人员，必须充分了解工程项目整体图纸的具体构造，才能保证工程项目的建筑结构设计符合实际需求。但是，这样无疑会给设计人员带来更大的工作压力，并且需要消耗更多的时间完成相应的工作。而通过BIM技术的应用，就可以将建筑工程项目中涉及到的各项数据集中起来，构建起相应的数据库。设计人员在进行后续的设计活动时，可根据实际需要随时调取各项数据，既能确保设计人员准确地掌握工程项目的各个细节，也能有效地提高设计工作效率。

2BIM技术在建筑结构设计中的应用

2.1建筑钢结构设计

近年来建筑工程的规模越来越大，科学技术的水平也有了很大的提高，建筑结构模型等、建筑材料逐渐多元化，尤其在大空间里、大跨度建设工程，钢结构具有极其广阔的用途。为此，建筑钢结构的设计时，采用BIM技术进行建模，能够妥善解决施工过程中的使用和衔接问题。例如钢结构加强件，设计人员要做好建筑工程结构的整体设计工作，并建立了加强件模型，利用BIM技术控制还原全过程，使钢结构加强件发挥作用的优势得到充分发挥。针对钢结构施工过程中连接问题，设计人员有必要对钢结构中各部分之间的连接参数加以分析和研究，采用BIM技术设计了钢结构的连接方式，得到了最理想的设计结果。在过去，钢结构要耗费很多人力来分析，同时需要较长时间进行分析和比较，才能得出结果，而BIM技术的运用，可以优化调整建筑工程设计过程中存在的缺陷，有利于提高建筑结构设计的水平。

2.2施工设计优化

工程设计人员需要分析、把控工程结构的制作过程，对各零部件位置予以明确，对加强件设计内容予以保证。在建筑工程建设过程中，施工环节至关重要，而为保证工程施工质量和效率，需要工作人员合理应用BIM技术分析工程施工。设计人员应依据工程模型分析施工阶段内容和具体情况，调整施工阶段较易被忽视的细节，并预留施工中的孔洞位置。作为施工人员，也应发挥BIM技术作用，结合工程施工要求，选择合适的保温材料，优化设计墙内线路走向，从而保障工程结构性能和质量。为避免建筑工程施工质量不受工程所在地环境温度影响，施工人员要合理选择保温材料。在冬季，我国北方地区室外温度通常较低，如果室内温度达不到人体适宜温度，则会影响建筑使用者体验。所以此时可应用BIM技术，全面分析不同类型保温材料的性能，模拟各种保温材料的使用效果。在具体模拟过程中，为保证结果合理性，工作人员可预先分析工程所在地冬季平均温度，并以此为固定温度，从而判断不同保温材料在同一环境温度条件下的基本性能。为确保保温材料保温效果和施工效果均满足施工要求，在模拟过程中，施工人员要详细记录不同材料的模拟数据，进而对使用效果予以对比，从中挑选保温效果较好且符合成本要求的材料。通过发挥BIM技术模拟化特点，施工人员可为建筑工程选择合适的保温材料，实现对工程施工设计的优化。

2.3实现对建筑空间的规划

建筑空间规划也是建筑结构设计的重要组成部分。在确定了建筑工程项目的实际施工地点之后，就必须对建筑工程项目内部的建筑空间进行规划，确保工程项目的施工设计可以满足实际情况。在这一过程中，要对建筑空间的地形和施工区域周边的具体地质条件进行相应的分析和计算，确定施工设计方案。通过BIM技术，可以更高效、更准确地分析坡高、斜坡的斜率等关键参数，帮助设计人员从不同的设计角度对建筑的空间规划进行模拟，为后续的设计活动提供足够的数据支持。在完成了对建筑地形的设计分析后，就要对建筑物内部的空间进行相应的规划。在建筑物内部空间规划工作中，BIM技术的应用可取得良好的应用效果，因为该技术能够将建筑内部和外部的空间以3D的形式进行全面展示。在这样的情况下，设计人员可对不同设计方案的建筑空间效果进行准确评价，并将建筑的室内空间和室外空间进行分割，更好地帮助设计人员做好建筑内部和外部各关键结构件的参数设计，确保工程项目结构设计方案中的各项参数达到最优水平。

结语

BIM技术属于一种新型技术，其主要具备三大特点，即可视化、模拟性以及协调性。然而在具体应用中，也存在三大难点，首先，基于BIM技术构建的三维模型，其参数难以与二维视图匹配；其次，针对特殊的工程结构，三维图形难以实现施工模拟；最后，由于种种因素，BIM技术的应用成本较高。不过总体来讲，在建筑工程结构设计中应用BIM技术的优势众多。本文重点探究了BIM技术在建筑结构设计中的合理应用，其中包括结构模型构建、施工设计优化、工具应用设计、图纸设计优化、协调结构适用五方面内容，以期为相关人员提供参考。

参考文献

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