基于BIM的建筑结构设计方法探究

基于BIM的建筑结构设计方法探究

冯劲威

广州亚城规划设计研究院有限公司

摘要：现代社会对技术的需求是多元化的，特别是对建筑业来说，建筑是人们重要的居住场所以及工作场所，一旦建筑物的质量出现问题，就会直接影响到建筑里居住人的生命财产安全，从而影响到建筑产业的可持续发展。因此，本文从BIM技术在建筑工程中的应用原则出发，对BIM技术在建筑工程中的应用优势进行了一定的探讨分析，进一步研究了将BIM技术应用于建筑工程结构设计中的方法，以供参考。

关键字：BIM；建筑结构；设计方法

引言：在当今“生态建设”的大背景下，节能环保越来越受到社会的重视，并将其作为一种导向，引领着绿色建筑的发展。因此，在建筑设计中引入 BIM技术是必然的选择。根据已有研究， BIM技术的应用可以有效地减少能源、材料和水等重要的能源消耗，提升整体建筑的绿色节能属性。以 BIM技术为基础，可以有效地降低在工程建设和运营过程中的内部损耗，提高工程资源的利用效率，从而对工程项目的实施产生积极的促进作用。

一、BIM技术在建筑工程中的应用原则

（一）、坚持安全、环保原则

在 BIM技术的运用中，安全环保是建筑项目施工中必须遵循的基本原则。对于建筑物的安全性，首先要明确建筑物的智能应用领域，其次要做好与建筑物智能相关的电气系统的设计与建设。绿色环保就是对建筑物中的电力设施进行最优的能源管理，以达到节能、环保、减少损失的目的，在现行法律法规的约束下，达到节能、环保、安全三个方面的统一，从而提升建筑物的智能化。【1】

（二）、确保建筑基本功能原则

目前，对智能大楼的要求是智能化、舒适性和安全性。所以，在进行智能建筑的设计时，不仅要具有美学、艺术性，而且要符合这些现实的基本要求。所以，在设计时要立足于这一点，避免本末倒置。在此原则的基础上，着力保障基本功能业务的实现，优化建筑施工设计，提升智能建筑建设水平。

（三）、减少无关损耗原则

建筑在使用过程中，必然会发生无关性的能源损耗，因此，建筑中电气设备的设计与建造就显得尤为重要。尤其是，设计人员必须仔细的对每一个连接的设备与系统中那些价值较低、耗材较多的部件进行仔细的筛选，然后以最优的方式进行更换。保证在建筑智能化建设中，在满足基本要求的情况下，最大程度地减少不必要的能源损耗，比如，可以将电气开关系统设置为智能调节类型，进行优化配置。

二、BIM技术在建筑工程中的应用优势

（一）、推动工程结构设计的工作效率提升

在建筑工程中运用 BIM技术，不仅是科技发展的需要，而且可以有效地提升工程的效率与可靠性，确保工程的科学性与稳定性。实践证明， BIM技术在建筑工程结构设计中是科学可行的， BIM技术可以用于简单框架结构、剪力墙结构、筒体结构、异形结构等结构的设计，而且它的应用领域还在不断扩展。因此，在建筑工程建设过程中，尤其是在工程设计过程中，必须将 BIM技术运用到工程建设的每一个环节，以提高工程建设的效率。BIM技术的应用与技术软件本身的工作内容与联系都比较复杂。其中，建模是一种可以提高结构设计质量的方法，通过选择合适的结构设计方案，并结合实际情况，对模型进行合理的调整，从而进一步提高结构设计和建筑工程质量。

（二）、促进设计部门内部的协调运转

在建筑工程的设计中，由于各种因素的影响，在进行结构设计时，必须综合考虑各种因素。由于模型的建立是一项十分复杂的工作，而且涉及到了许多相互关联的设计阶段、工艺环节，而且各个部门、各个阶段的工作特征也各不相同。通过 BIM技术，可以对项目进行三维展示，使各专业设计单位能够进行实时的协同，从而更好的实现沟通与交流，进一步提高建筑结构设计的质量以及水平。【2】

（三）、增强工程建造设计的立体式呈现

BIM建筑模型与传统的平面设计不同，它可以实现对工程建设设计的三维展示，因为 BIM建模技术具有特殊的优点，它可以让结构设计人员在建筑项目建设的过程中，更加清晰、更加直观地看到工程结构设计的效果，从而在实际的设计中，掌握工程建设中的三维展示效果。直到 BIM技术开始使用，三维设计都是一个很难实施和很难适应具体要求的问题。因此，可以利用 Revit等 BIM软件，对具体的实际工程实例进行了三维建模，以便于对 BIM模型进行比较和分析。首先，构建包含轴向网络、层数、构件等三维几何特征以及构件属性等信息的框架体系，并将其转化为结构计算模型；其次，开展框架体系的受力、配筋等计算与分析。

三、BIM的建筑结构设计方法分析

（一）、流程设计方法分析

将 BIM技术应用于建筑结构设计过程中，可以实现3D设计，利用计算机技术，将建筑信息在3D空间中高效地表达出来，在这个过程中，工作人员首先要完成一个工程的设计流程。在建筑规划的过程中，结构工程师应与施工人员充分交流，从建筑功能、结构力学等角度分析结构设计，利用 BIM技术将设计成果呈现出来，并与有关专业人员一起改进设计方案。在建筑工程初步设计阶段，通过 BIM技术，把与建筑物有关的数据输入到新建的模板中，建立了新建建筑物的三维模型。这样，就能使工程师针对不同的结构形式，合理地安排各种部件，避免部件之间的冲突，从而得到最优的设计结果。与此同时，基于 BIM的数据交互界面，可直接进行结构模型的转换、更新和修改，避免重复建立，提高模型更新的效率。除此之外，在施工图阶段，由于工作人员需要将设计内容以二维图的方式表达，因此，可以通过利用 BIM软件中的平面视图转换功能，以此来对施工图进行转换。

（二）、空间设计方法

对整个建筑进行科学、合理的空间布局，能够提升建筑的整体品质。BIM技术是一种能够综合采集各种建筑的3D数据，实现建筑3D结构的设计，并最终形成可视化的3D结构模型地方法。有关的工程设计者可以在对各种建筑物的三维结构模型进行观测的基础上，科学、高效地设计并分析建筑物的整体空间规划和资源配置，进而对整个建设项目的整体功能进行全面考虑，进而促进建筑工程建设项目的整体空间规划，使设计方案获得最佳的设计效果。

（三）、构件设计方法

在现代建筑的结构设计中，地面基础和台阶是地面构件的重要组成部分。钢结构和各种预制的建筑构件，在各种建筑的设计中都是非常普遍的，它们主要用于各种工业工程建筑，而在高层住宅等各种工程建筑中，通常也会尽可能地选择这种现浇的钢筋混凝土预制构件。设计者和建造者可以在任何时候，按照项目的具体要求，对不同的结构和部件进行设计，以提高建筑工程项目设计和施工的效率。因此，将BIM技术应用于建筑工程项目的建设过程中，可为我国大型工程建筑的建设提供一定的技术支撑，进一步提高我国建筑工程结构设计的质量与水平，从而推动我国建筑业的可持续发展。【3】

结束语：

综上所述，在建筑工程建设项目中，运用 BIM技术的优劣，将极大地影响到建筑工程的最后质量，因此，在运用 BIM技术之前，首先要明确BIM技术具体的价值。此外，在建筑结构设计过程中，应注重 BIM在过程、空间以及构件等各个方面的设计，确保基于 BIM的建筑结构更具合理性以及科学性，从而持续提高现代建筑的实用性。

参考文献：

[1]许金海.基于BIM的建筑结构设计方法研究[J].居舍,2021(30):103-104+106.

[2]侯听娱.基于BIM的建筑结构设计方法研究[J].智能建筑与智慧城市,2021(07):123-124.

[3]谷宜豪.基于BIM的建筑结构设计方法研究[J].砖瓦,2021(06):112-113.