建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用探究

李麗

摘 要：近些年社會的發(fā)展對各大產(chǎn)業(yè)提出了較大的挑戰(zhàn)，也為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供了更加廣闊的發(fā)展空間。建筑行業(yè)作為國民支柱型產(chǎn)業(yè)，如今其發(fā)展已經(jīng)受到了社會各界的廣泛關(guān)注和重視。這對建筑施工中的各個環(huán)節(jié)都提出了更高的要求，包括建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計環(huán)節(jié)。采取先進的技術(shù)方法，能夠進一步提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平及效果。本文介紹建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)的內(nèi)涵及其相應(yīng)的特征，綜合分析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用流程和具體的應(yīng)用方法，希望可以深入了解BIM技術(shù)，從而為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的順利開展提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;建筑信息模型（BIM）技術(shù);建筑設(shè)計

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）25-0110-03

Research on the Application of BIM Technology in Architectural Design

LI Li

（Ningxia Vocational and Technical College of Construction， Yinchuan Ningxia 750021）

Abstract： In recent years， the development of society has posed challenges to major industries. At the same time， it also provides better development prospects for related industries. As a national pillar industry， the development of construction industry has received extensive attention and attention from all walks of life， which puts forward higher requirements for all links in construction， Including the design of building structure， taking some advanced technical methods can further improve the level of building structure design and the effect of design. Firstly， this paper understands the connotation and corresponding characteristics of BIM Technology， comprehensively analyzes the application process and specific application methods of BIM Technology in architectural structure design， hoping to have a deeper understanding of BIM Technology and provide a certain reference basis for the smooth development of architectural structure design.

Keywords： architectural structure design;Building Information Modeling（BIM） technology;architectural design

建筑行業(yè)的飛躍性進步發(fā)展體現(xiàn)出了建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)的良好應(yīng)用效果。這種現(xiàn)代化技術(shù)在應(yīng)用的過程中本身具有可視化和有效性的特點，使得各項工作的開展更加順利和科學(xué)，為工作人員的溝通提供了方便，實現(xiàn)了建筑設(shè)計維度的提升?；贐IM技術(shù)構(gòu)建出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中各個環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)庫，能夠獲取不同施工環(huán)節(jié)所需要的信息基礎(chǔ)，使整體的設(shè)計效果呈現(xiàn)出完美的狀態(tài)。本文針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)的實際情況進行實踐分析和研究。

1 正確認識BIM技術(shù)

1.1 對BIM技術(shù)的內(nèi)涵認知

作為一種現(xiàn)代化技術(shù)方法，BIM技術(shù)體現(xiàn)出工具性的效果，具有豐富的功能和明顯的特點，包括協(xié)調(diào)性、直觀性以及可視性[1]。將BIM用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)劃過程中，可以更好地對建筑信息資源進行處理，利用先進的計算機技術(shù)將傳統(tǒng)的施工圖紙轉(zhuǎn)化為三維立體模型，并完成相應(yīng)的參數(shù)設(shè)計工作。另外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中使用現(xiàn)代化的BIM技術(shù)，還可以對圖紙的設(shè)計規(guī)劃情況進行分析，了解圖紙設(shè)計和實際情況是否相匹配，并且通過專業(yè)人員對結(jié)構(gòu)中的遺漏進行分析，檢測結(jié)構(gòu)問題，提供調(diào)整依據(jù)，有效防止建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，有利于控制工程項目的施工成本，為工程項目創(chuàng)造更多的經(jīng)濟收益。

1.2 BIM技術(shù)的主要特點

1.2.1 BIM技術(shù)中的各部分信息能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一和融合。具體來說，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)信息已經(jīng)發(fā)揮了更廣泛的作用。根據(jù)這項現(xiàn)代化技術(shù)本身所具有的使用要求，對建筑設(shè)計的信息模型進行合理性的構(gòu)建（見圖1），使每一個專業(yè)的設(shè)計信息都得到合理安排，并完成這些信息的模型內(nèi)容。也就是說，BIM技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中，信息集成的特點相對來說會更加鮮明，這就需要設(shè)計工作人員組織開展多樣化的交互設(shè)計，使最終的成果更加明顯，保障設(shè)計結(jié)果。另外，建筑信息模型的核心和關(guān)鍵本身是數(shù)據(jù)庫，但是實際上在數(shù)據(jù)庫的建設(shè)過程中涉及的功能比較豐富，其中包括建筑工程開展的各個環(huán)節(jié)，涉及使用的建筑施工材料和使用材料的數(shù)量等信息，也能夠通過構(gòu)建的專業(yè)建筑模型數(shù)據(jù)信息庫及時查找到相應(yīng)的信息資料，突破了傳統(tǒng)計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design CAD）技術(shù)在應(yīng)用過程中的局限性。因此，BIM技術(shù)的應(yīng)用在相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計體系中意義重大[2]。

1.2.2 BIM技術(shù)具有協(xié)同設(shè)計的特點?？梢酝ㄟ^BIM技術(shù)構(gòu)建一個建筑信息設(shè)計平臺。在這個平臺中，業(yè)主、設(shè)計單位以及施工單位都能夠?qū)崿F(xiàn)信息的共享和聯(lián)通，可以按照各自的實際要求提供和獲取所需要的信息。與此同時，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，充分使用BIM技術(shù)能夠更順利地檢測建筑的構(gòu)建和設(shè)備的管線之間存在的相互影響，提高團隊的溝通效率，為工作人員順利開展設(shè)計工作奠定良好的基礎(chǔ)，進而為施工項目順利完工創(chuàng)造條件。

1.2.3 BIM技術(shù)具有傳遞工作的特點。針對某些問題進行設(shè)計或修改時，如果只更改某一項內(nèi)容，BIM技術(shù)能夠及時將更改之后的信息自動傳輸?shù)较鄬?yīng)的施工圖紙中。BIM技術(shù)在應(yīng)用時還能夠進行虛擬展示，減少工程師在施工過程中分析各種關(guān)鍵因素所消耗的時間，緩解工作人員的工作壓力，提高設(shè)計效率[3]。

2 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)的優(yōu)勢分析

2.1 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)，使整體設(shè)計過程更加智能化

建筑工程項目管理工作本身是一項復(fù)雜的工程。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，與建筑工程項目整體上呈現(xiàn)出一致的效果，也會與施工進度保持一致。BIM技術(shù)作為一種現(xiàn)代化先進技術(shù)，在3D立體空間的構(gòu)建方面（見圖2）發(fā)揮了重要作用，在一定程度上展現(xiàn)出了傳統(tǒng)的二維設(shè)計過程中無法展現(xiàn)的一些立體、抽象的圖像，便于工作人員更加直觀地了解相關(guān)信息。還可以根據(jù)搜集到的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)來設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)比例，呈現(xiàn)出在實際施工環(huán)節(jié)存在的一些不合理問題，讓工作人員對這些問題產(chǎn)生更加直觀的了解，減少工作人員的工作量，緩解工作人員的壓力，同時有效預(yù)防在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)的計算失誤[4]。

2.2 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)，使整體設(shè)計過程更具協(xié)調(diào)性

傳統(tǒng)建筑工程的施工中，工作人員之間相互交流時使用的參考標準一般是施工圖紙。這種方式在實際應(yīng)用的過程中存在一定的局限性，導(dǎo)致資源的共享和數(shù)據(jù)的同步交流極為困難。正是由于信息的阻隔而導(dǎo)致在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中存在一些問題，無法被及時解決，嚴重影響施工效率。而在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，充分使用BIM技術(shù)能夠解決這些問題。根據(jù)計算機數(shù)據(jù)，在不同部門之間創(chuàng)建了全面一體的數(shù)據(jù)庫體系，有利于數(shù)據(jù)的共享和傳輸，使不同的部門之間能夠及時交流。也可以通過建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)讓各部門之間的聯(lián)系更加緊密，使他們能夠遵循相應(yīng)的原則開展工作，從而使整體工程設(shè)計的協(xié)調(diào)效果更加理想。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 在建筑主要結(jié)構(gòu)性能分析環(huán)節(jié)使用BIM技術(shù)

針對BIM技術(shù)的性能進行分析并改進，并結(jié)合實際情況使用對應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件。但是，在使用BIM技術(shù)時，往往會嚴格要求建筑物的平面設(shè)計工作科學(xué)有效，使整體的結(jié)構(gòu)性能設(shè)計效果更加突出和鮮明，同時需要使隱性設(shè)計效果更加理想[5]。在建筑結(jié)構(gòu)性能分析的過程中，BIM技術(shù)可以將整體結(jié)構(gòu)設(shè)計轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計是否穩(wěn)定。例如，針對建筑物中的地下室結(jié)構(gòu)進行性能設(shè)計時，要考慮到的因素多種多樣，絕不僅僅是地下管道的布設(shè)，還需要綜合考慮到建筑材料的合理性使用。也就是說，在組織開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作之前，要先對BIM技術(shù)進行充分了解，搜尋具體的參數(shù)信息對實際環(huán)境進行模擬，從而對設(shè)計的線路進行自動化配置，以達到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的目標。但是，在建筑設(shè)計方案執(zhí)行環(huán)節(jié)，如果發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問題或比例問題，也可以采取相應(yīng)的措施和修復(fù)方案對其進行優(yōu)化和處理，從而更加順利地開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

3.2 BIM技術(shù)用于圖紙的設(shè)計環(huán)節(jié)

現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，基于現(xiàn)代計算機技術(shù)構(gòu)建形成的3D立體模型是BIM技術(shù)應(yīng)用的最直觀體現(xiàn)。這種模型能夠更順利地分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對于建筑施工的成果產(chǎn)生的影響，為后續(xù)開展數(shù)據(jù)調(diào)整工作奠定良好的基礎(chǔ)。在建筑施工環(huán)節(jié)，如果發(fā)現(xiàn)在施工中出現(xiàn)一些問題，需要對圖紙進行優(yōu)化。要從最初的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求以及整體的建筑結(jié)構(gòu)性能方面進行綜合考慮，之后再判斷相應(yīng)的改動方式和思路。但是，在實際改動的過程中，多次修改必然會導(dǎo)致建筑項目的成本增加，甚至?xí)耆x原本建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求。因此，在圖紙的設(shè)計施工中如果要使用BIM技術(shù)，設(shè)計人員需要將相關(guān)方面的重要參數(shù)錄入系統(tǒng)，從而確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計最終的目的，并且提出一些合理的修改建議，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的順利開展。

3.3 BIM技術(shù)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的參數(shù)設(shè)計環(huán)節(jié)

使用BIM技術(shù)對建筑信息數(shù)據(jù)模型進行構(gòu)建具有重要作用，在實際使用時不僅需要簡單對參數(shù)進行分析，也能夠根據(jù)參數(shù)的設(shè)定結(jié)果呈現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計造型的性質(zhì)以及建筑物本身的功能和屬性，全面展現(xiàn)出在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)的各部分參數(shù)內(nèi)容。對此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要對系統(tǒng)的組件進行科學(xué)合理的組裝和分配。在這個過程中，結(jié)合工作人員的實際需求及提供的各項參數(shù)對數(shù)據(jù)信息進行細致分析，了解其中的不足，并制定相應(yīng)的改善方案。尤其是在現(xiàn)如今BIM技術(shù)的應(yīng)用過程中，改動方案時只需要對結(jié)構(gòu)中的一些數(shù)據(jù)信息進行設(shè)置就可以完成組件的組裝，自動調(diào)整相關(guān)參數(shù)，并且確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性，還可以充分滿足客戶所提出的各部分建筑設(shè)計要求，保障良好的建筑設(shè)計結(jié)果。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計環(huán)節(jié)，需要體現(xiàn)其多個方面的效果，防止出現(xiàn)技術(shù)性問題，并保證整體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加穩(wěn)定。這就需要對其進行綜合性分析，加大研究力度，使BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中發(fā)揮更大的優(yōu)勢，從而促進建筑事業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]杜定發(fā).建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用探析[J].中國新通信，2020（23）：112-113.

[2]申曉寶.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].中國住宅設(shè)施，2020（11）：29-30.

[3]王思蓉.探析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用[J].四川水泥，2021（1）：43-44.

[4]李君永.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用實踐分析與研究[J].中國住宅設(shè)施，2017（1）：19-20.

[5]唐天龍.BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用[J].江西建材，2017（9）：103-104.

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