簡析BIM技術在建筑結構設計中的應用

文/楊慧芳 周口市建筑設計研究院 河南周口 466000

1、現階段BIM技術的應用情況

1.1 國外

在2003年的美國，BIM技術首次被應用到了工程建設中，并為美國的建筑行業(yè)開啟了一個新的方向。同時美國還針對BIM技術使用的方式以及其優(yōu)勢進行了重點的說明，且?guī)椭ㄖ髽I(yè)更好的進行了該技術的使用和推廣?，F今，此技術已在國外被廣泛的應用，該技術為提升工程建設的質量，縮短建設工期起到了重要的推動作用。

1.2 國內

國內最早使用BIM技術的是香港，并隨著社會的不斷發(fā)展而被廣泛應用在建筑行業(yè)中。而我國BIM技術的應用雖然起步較晚，不過隨著建筑行業(yè)發(fā)展速度的提升，其應用范圍也在逐漸的進行擴大，尤其是在建筑結構設計中，具有較為明顯的優(yōu)勢。接下來我們就將對建筑結構設計中BIM技術的具體應用進行合理的說明。

2、BIM技術的優(yōu)勢

2.1 信息集成

信息集成作為BIM技術中最為主要的特征之一，其主要體現在設計信息集成以及設計過程集成這兩項上。BIM技術主要是通過立體建模的方式將建筑的全部內容直觀的展現在人們的眼前，并通過數據的收集和整理，幫助工作人員了解建筑的情況，找出其中的問題，提升建筑的質量。將此技術應用到建筑結構設計中來，不僅可以將設計的內容通過模型展現出來，還可以將設計所需的相應信息資料進行及時的收集和整理，進而幫助設計人員更好的掌握建筑的具體情況，找出設計中存在的問題，提升設計的質量。

另外，在建筑結構設計中使用該技術，可以使設計人員在特定平臺上完成相應參數的修改工作，系統(tǒng)會自動根據參數修改的情況進行計算，進而提升設計的準確性。

2.2 協(xié)同設計

顧名思義，其主要是提升各部門、團隊之間的溝通和協(xié)作能力，通過為工作人員提供信息化的平臺，使其可以在平臺上進行工程建設內容的溝通和交流，進而實現資源數據的傳遞和共享，做到實時更新設計內容，實時了解結構設計情況。另外，應用BIM技術還可以完成相關工作質量的檢測，尤其是建筑結構中各構件之間的質量、連接性等情況，其均可以通過該技術進行合理的檢測，從而減少因溝通、協(xié)調而造成的時間浪得，這不僅提升了建筑結構設計的質量和水平，同時也降低了設計使用的時間。

3、建筑結構設計中BIM技術的應用

3.1 可視化設計

首先，在建筑結構設計中使用BIM技術，可以對建筑結構以及相應構件進行立體模型的構建，從而將建筑的整體形態(tài)直觀的顯現在人們的面前。用戶可以通過對立體模型的觀察來了解建筑結構中構件的尺寸、大小、方位以及使用的材料，從而更加清晰的掌握建筑的整體情況，并為后續(xù)工作奠定基礎。

其次，可視化設計還可以幫助設計師們觀看到整個建筑的布局情況，以及細節(jié)的處理效果，便于及時的找出設計中存在的問題和缺陷，例如樓梯是否碰頭、梁尺寸是否影響建筑凈空、梁柱是否與水電管線發(fā)生碰撞等，進而完善結構設計的內容，提升結構設計的質量，從而有效的降低在后期施工中誤差情況的發(fā)生，保證工程建設的順利進行。

3.2 主體結構受力負荷

主體結構受力負荷是目前建筑結構設計中最讓設計師們頭疼的問題。建筑規(guī)模的擴大、結構設計的復雜以及技術要求的增加都為主體結構受力負荷帶來了難度。基于此，合理的應用BIM技術就顯得尤為重要。下面筆者將以具體的實例來闡述BIM技術在主體結構受力負荷中的具體應用。

3.3 工程實例分析

某地高層綜合大樓塔樓連接項目，塔樓之間主要利用高區(qū)、中區(qū)和低區(qū)3道連體。其中高區(qū)連體工4層，中區(qū)連體共5層。具體的操作措施為：高區(qū)連體主要是在起吊過程中，先對下部的2層進行模擬，之后再利用塔式起重機度上面2層的安裝進行協(xié)助。而中區(qū)的連體模擬則是在地面進行拼接工作，之后再利用起吊進行后續(xù)的安裝工作。其中各環(huán)節(jié)所涉及的起吊點的負荷情況要在具體的設計方案完成后，利用BIM技術進行準確的計算，之后將統(tǒng)計的結果交由相關部門進行審批，以確保主體結構受力符合的準確性。

3.4 施工現場的合理分析

為保證建筑結構設計的合理性，提升建筑結構的安全性和穩(wěn)定性，需要在進行建筑結構設計前，對施工現場的情況以及周邊的地質、環(huán)境特征進行詳細的檢測和分析，只有這樣才可以確保結構設計的質量。而BIM技術中有一項地理信息系統(tǒng)，其可以對工程現場的具體情況進行模擬，并將收集到的信息數據經過分析和整合體現在建筑模型中，從而幫助設計人員更加詳細的了解工程現場的具體情況，明確施工區(qū)域內的優(yōu)劣勢，提升結構設計的效果。

3.5 結構性能的準確分析

在進行建筑結構設計時，除應確保結構布局的合理性以外，還應提升建筑結構的抗震性能。但是在此環(huán)節(jié)中，如果僅僅利用設計師們進行相應的分析和研究，不僅會造成人員的浪費，還容易導致分析結果存在失誤，影響設計的效果。而使用BIM技術則可以通過系統(tǒng)數據自動分析的功能，快速的找出抗震設計的弊端，以便于設計師從中進行合理的調整，完善建筑結構的性能。

3.6 協(xié)同設計

利用BIM技術可以實現信息數據的自動更新，從而保證結構設計的質量，提升模型數據的真實性。不過在結構設計中，有兩點內容需要設計者們進行注意：首先，在進行模型制作時，需要依靠相應的過渡文件來完成；其次，提升建筑結構設計中，數據資料的合理性，以提升各部門之間工作的協(xié)調效率，提升結構設計的質量，確保建筑的穩(wěn)定和安全。

小結：

總而言之，在建筑結構設計中合理的應用BIM技術可以有效的提升結構設計的科學性和準確性，設計人員應全面的掌握和了解建筑結構的性能，進而提升結構設計的合理性、可行性，并為后期的工程建設提供重要的支持。