建筑結構設計中BIM技術的應用

郭玉蓮

摘 要：在工程項目數(shù)量和規(guī)模日益增長的今天，人們對建筑工程質量安全關注度越來越高。而建筑結構設計質量好壞可對工程項目質量產生直接影響，BIM技術在建筑結構設計中的價值逐漸體現(xiàn)出來。在建筑結構設計過程中，設計人員通常會利用BIM技術進行建模，結合計算、信息及數(shù)字化等技術對工程項目設計可行性進行探索。BIM技術是建筑結構設計中的重要手段，對建筑施工企業(yè)發(fā)展具有重要影響，值得相關工程項目設計人員應用研究。

關鍵詞：建筑結構設計；BIM技術；應用

1 研究建筑設計中BIM技術應用的現(xiàn)實意義

作為具備可視化功能的三維數(shù)字建模技術，其能夠通過數(shù)字化的描述，來為建筑工程設計人員提供建筑物完整的電子模型，進而提高建筑設計控制的科學有效性。在BIM技術的應用背景下，不同的建設部門、不同的建設專業(yè)均可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源的共享，以使建筑設計滿足建設使用的目標需求。從建筑市場環(huán)境方面來看，設計人員能夠通過信息數(shù)據(jù)的相互交流，來實現(xiàn)可視化數(shù)字建筑模型的構建目標。但在實際應用過程中，建筑設計人員并未充分認識到BIM技術的應用優(yōu)勢，這就使其作用價值無法充分發(fā)揮出來，在一定程度上阻礙了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。為此，研究人員應加大建筑設計中BIM技術應用優(yōu)勢及其在市場環(huán)境的應用現(xiàn)狀，來對技術運用的效果價值進行提升控制，以促進建筑行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

2 應用優(yōu)勢

經分析，BIM技術在建筑設計中的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面，即信息化、一體化以及圖紙修改合理化。這里的信息化，作為BIM技術信息數(shù)據(jù)的核心，能夠通過攜帶數(shù)字信息的數(shù)據(jù)庫來為工程建設人員提供更新的數(shù)據(jù)清單。即當建筑設計的報表更改，BIM技術的應用就能進行數(shù)據(jù)庫的更新，以保證設計分析的準確性與便捷性。一體化的設計實現(xiàn)是指，將BIM技術建模包含的建筑材質與光源資料進行綜合性的分析與護理，以在滿足傳統(tǒng)設計規(guī)范標準要求的情況下，對建筑物涉及的數(shù)據(jù)信息進行可視化設計。而圖紙修改合理化目標的實現(xiàn)，需將BIM技術運用到建筑工程的設計工作當中，以使建筑結構模型與數(shù)據(jù)庫包含的信息數(shù)據(jù)便于圖紙的調整與修改。如此，建筑物的設計與施工人員就可根據(jù)圖紙快速鎖定設計控制的關鍵部位，以實現(xiàn)節(jié)省時間與優(yōu)化施工等目標。

3 BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

3.1 建筑結構建模、分析應用

鋼結構是建筑工程項目施工中需要應用到的一種常見施工材料，其在建筑結構設計中占據(jù)一定比例。在建筑結構設計應用方面，設計人員可利用BIM技術進行鋼結構建模，對鋼結構加強件或者連接等可能存在的問題進行探討。比如在進行加強件問題研究時，設計人員首先需要了解建筑結構制作流程，對加強件在工程項目施工中的應用、作用等進行了解，然后利用BIM技術控制加強件。在鋼結構連接問題研究方面，設計人員首先需要對鋼結構連接方式、連接主體與相關參數(shù)等進行了解。在實際鋼結構連接難點問題解決方面，設計人員可通過螺栓間距、螺栓數(shù)量、連接形式等進行連接控制。在建筑結構分析過程中，建筑企業(yè)往往需要投入很多的人力與資金，且分析過程相對較長，分析結果可能會存在較大的誤差問題。在建筑結構分析方面，BIM技術能夠提高工作效率，降低建筑企業(yè)人力資源與資金成本。

3.2 實現(xiàn)建筑結構設計的可視化

BIM技術是運用三維模型技術的現(xiàn)代工程建筑領域的新興技術。它可以使用三維立體模型技術向用戶展示真實的建筑組件。由于傳統(tǒng)的建筑工程結構設計是基于CAD軟件進行描繪的，這種方法難以向普通用戶展示建筑結構內部的詳細信息，因此建筑結構設計初期的BIM技術有助于各級用戶通過建筑結構的三維實體模型來直觀了解并獲得建筑構件的有效信息，對功能布局有準確的理解和認識。BIM技術可用于許多大型建筑工程項目的結構設計中，可以動態(tài)的方式演示整體結構，并幫助用戶從直觀的角度觀察建筑結構的參數(shù)，從而幫助設計單位選擇優(yōu)化設計方案，及時發(fā)現(xiàn)在建筑結構設計中的質量缺陷和設計缺陷問題，對于進一步改善建筑結構設計的工程質量具有重要的參考意義。

3.3 BIM技術在建筑結構參數(shù)設計中的具體應用

在構建建筑結構信息模型時，將會形成一個包含所有建筑工程設計思路和信息的數(shù)據(jù)庫，庫中所有的與建筑結構相關的設計參數(shù)都是相互關聯(lián)的。相關設計人員可以使用數(shù)據(jù)庫中的信息來構建建筑結構，并且在設計過程中限制不同的參數(shù)，以確保BIM系統(tǒng)可以在建筑設計中及時對數(shù)據(jù)庫進行更新。BIM技術具有較多優(yōu)點，在建筑設計應用中可以實現(xiàn)安全、質量、可靠的工程設計，對于改善建筑結構設計的數(shù)字信息化發(fā)展具有重要的意義。

3.4 BIM技術在鋼結構建模中的具體應用

鋼結構的建模設計在建筑過程中至關重要，在現(xiàn)階段已經成為大跨度橋類建筑的主要結構形式。在建模過程中，往往需要解決結構鏈接和加強件布置等方面的困難，鋼結構的設計需要涉及梁柱連接、梁剛接以及梁鉸接等連接方式，因此在建筑工程設計中經常需要依據(jù)梁的高度來對每部分的連接件進行優(yōu)化和參數(shù)化。在應用程序中，BIM系統(tǒng)可以使用參數(shù)共享來控制螺栓的數(shù)量和間距，設計人員只需調整參數(shù)即可形成新的連接器。在設計增強材料和連接件時，設計人員只需要畫一個大樣本，在鋼結構施工過程中技術人員只需參考相應位置的設計，就可以確定增強件和連接件的確切位置。BIM系統(tǒng)的模擬功能對進一步提高鋼結構的設計質量和施工效率具有重要作用。

3.5 設計工具和建筑結構協(xié)調應用

設計工具是BIM技術實現(xiàn)的重要載體，在信息交互和村中方面能夠發(fā)揮的作用較大，有利于建筑信息模型模擬、建立和建筑結構圖紙設計等。在實際建筑結構設計過程中，設計人員需要利用BIM技術相關設計工具進行建模、數(shù)據(jù)信息整理和設計分析等。比如Revit軟件便是BIM技術應用中的一種設計工具，其在機電、建筑和室內結構等方面具有較大的應用空間。設計師可以利用BIM軟件獲取建筑結構模型，通過服務器更新數(shù)據(jù)資料，根據(jù)建筑結構設計要求進行設計應用。在具體設計工具應用方面，設計人員首先需要創(chuàng)建中心穩(wěn)健，然后利用BIM核心建模軟件進行建筑結構模型設計，并將其鏈接到中心文件，在中心文件中添加信息數(shù)據(jù)。各類建筑專業(yè)均可以利用中心文件進行建筑結構設計應用，與其他建筑專業(yè)進行信息共享。

3.6 綠色設計控制

綠色建筑，作為未來建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向，BIM技術的運用能夠滿足行業(yè)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境保護需求。即在建設過程中，運用BIM技術對建筑通風、采光以及日照情況進行分析，并將舒適度作為考慮對象，最終實現(xiàn)改善當前建筑物建設使用污染問題的目標。具體而言，就是對建筑環(huán)境因素進行模擬建模分析，并結合市場環(huán)境進行綠色設計，來加快建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展步伐。

由此可以看出，只有將BIM技術運用于建筑設計的多個方面，并綜合所處市場環(huán)境的實際發(fā)展情況，才能使技術的御用效果充分發(fā)揮出來。

總之，BIM技術在建筑工程設計中對于進一步提高建筑設計的質量和效率具有重要意義，可以幫助建筑公司有效降低建筑產品生產過程中的設計、生產等方面的成本。盡管BIM的基本功能技術可以滿足現(xiàn)代建筑結構設計工作的需要，但BIM技術對設計師的整體素質也提出了更高的要求。

參考文獻：

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