BIM技術在建筑工程結構設計中的應用研究

趙英浩 黃灑葎

1. 廣西中信恒泰工程顧問有限公司 廣西 南寧 530000

2. 廣西交通設計集團有限公司 廣西 南寧 530000

在經濟水平不斷提高的過程中，建筑工程的規(guī)模和數量在不斷擴大，對于改善人民群眾生活條件起到重要作用。在建筑工程施工過程中，需要經歷很多環(huán)節(jié)，其中結構設計屬于較為重要的工作，合理的結構設計能夠進一步提升工程使用壽命，也能夠在很大程度上提高用戶滿意程度。因此，不斷提高結構設計水平至關重要。隨著科學技術水平的不斷提高，BIM技術的優(yōu)勢逐漸凸顯，如果能夠將此項技術應用于建筑工程結構設計過程中，則會取得較為理想的效果，對于行業(yè)發(fā)展起到重要促進作用。

1 關于BIM技術

BIM技術，全稱是Building Information Modeling，是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具。它不僅僅是一個簡單的數字信息集成，而是一種將數字信息應用于設計、建造、管理的數字化方法[1]。這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、大量減少風險。BIM技術通過參數模型整合各種項目的相關信息，這個參數模型可以在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞。這種共享和傳遞使得工程技術人員能夠對各種建筑信息作出正確理解和高效應對。這不僅為設計團隊提供了協同工作的基礎，而且也包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供了一個協同工作的平臺。BIM技術的應用，能夠提高生產效率、節(jié)約成本和縮短工期。它通過提供及時、準確的信息來支持決策，優(yōu)化設計，對潛在問題進行預測和分析，從而顯著提高生產效率。同時，BIM技術在協調項目各部分之間的工作，以及合理規(guī)劃和有效控制項目預算方面也表現出色。BIM不僅僅是一個工具，更是一個完整的信息模型。它以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型。這個模型是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達，是一個完善的信息模型。它可以連接建筑項目生命期不同階段的數據、過程和資源，提供可自動計算、查詢、組合拆分的實時工程數據[2]。

2 BIM技術在建筑工程結構設計工作開展過程中的應用優(yōu)勢

2.1 能夠構建三維實體模型

從BIM技術本身的特點可以得知，這種技術應用能夠讓設計人員準確了解建筑物各部分之間的關系，從而更好地進行設計和規(guī)劃[3]。同時，BIM技術的應用也能夠加強施工單位和建設單位之間的溝通，使雙方能夠更好地協同工作，提高工作效率。這種技術的應用有助于提高工作效率，減少溝通成本，為工程項目推進帶來積極影響。從另一個角度來看，三維模型結構與二維模型結構相比也具有一定優(yōu)越性。三維模型結構能夠更加直觀地展示建筑物的形態(tài)和結構，讓設計人員更加清晰地了解到建筑工程的重點部位。通過三維結構模型的演示，設計人員可以更加準確地掌握建筑工程的細節(jié)，有利于提升核查工作的實際水平。同時，三維模型結構的應用還能夠更好地發(fā)現和解決傳統二維結構模型在運用過程中所存在的問題，為建筑工程的質量和安全性提供了更加可靠的保障。綜上所述，BIM技術的應用對于建筑工程的設計、施工和管理都具有重要意義。通過三維模型結構的應用，能夠更加直觀地展示建筑物的形態(tài)和結構，讓設計人員更好地掌握建筑工程的細節(jié)，有利于提高核查工作實際水平。同時，BIM技術的應用也能夠加強施工單位和建設單位之間的溝通，提高工作效率，為工程項目推進帶來積極影響。

2.2 能夠進行配筋模擬工作

在建筑工程施工中，鋼筋的使用量是巨大的，因此如何合理布置鋼筋是一個至關重要的問題。傳統的結構設計方法由于無法模擬配筋過程，一旦鋼筋位置擺放有誤，就會導致返工現象的發(fā)生。眾所周知，拆除建筑內部的鋼筋會對整體結構造成嚴重的破壞，也會帶來巨大的成本支出，對于企業(yè)的發(fā)展和工程建設水平的提升都會產生阻礙[4]。在這種情況下，如果能夠根據實際情況運用BIM及其相關技術，那么就能夠通過模擬方式來計算鋼筋需求量和擺放位置。這樣，如果發(fā)現設計過程不合理，就可以及時在系統中進行更改，從而降低了由于施工失誤而導致的成本支出，對于后續(xù)工作的開展也極為有利。具體來說，BIM技術可以通過建立三維模型，對建筑結構進行全方位、精細化地模擬。在模型中，我們可以清晰地看到每一個鋼筋的位置和形狀，以及它們之間的相互關系。通過模擬，我們可以提前發(fā)現設計中可能存在的問題，并及時進行修正。這樣不僅可以避免返工現象的發(fā)生，還可以提高設計的質量和效率。此外，BIM技術還可以與其他的工程技術進行結合，例如建筑工程管理、施工工藝等。這樣就可以實現更全面、更高效的建筑工程管理[5]。例如，在建筑工程監(jiān)理中，可以利用BIM技術對建筑材料進行管理，對施工進度進行監(jiān)控等；在施工工藝方面，可以利用BIM技術對施工流程進行模擬和優(yōu)化等。綜上所述，BIM及其相關技術的應用對于建筑工程施工中的鋼筋布置和管理具有重要的意義。它不僅可以提高設計的準確性和效率，還可以降低成本支出，提高工程建設水平。因此，我們應該積極推廣和應用BIM技術，以更好地服務于建筑工程施工和管理。

2.3 能夠不斷提升各個部門之間的協同性

建筑工程結構設計是一項頗為復雜的工作，需要各個部門之間緊密的協作和配合。在傳統的結構設計模式下，由于各部門之間的聯系不夠緊密，導致重要的數據和信息無法實現共享，優(yōu)秀的設計方案也無法得到有效的整合[6]?，F在，隨著BIM技術的應用，能夠在相關平臺上實現信息共享，讓設計人員能夠了解到其他設計人員的設計方案，這對于減輕設計人員的工作壓力和提高設計效率具有積極的影響。此外，通過BIM技術的應用，還可以實現重要參數的模擬和計算，從整體上分析建筑工程結構的實際特點。因此，BIM技術平臺在很大程度上彌補了傳統二維施工圖紙的缺陷，對于提高設計工作的整體水平產生了重要的作用。BIM技術的應用，使得設計人員不再局限于傳統的二維設計模式，能夠更加直觀、全面地了解設計方案，從而更好地進行優(yōu)化和調整。同時，BIM技術平臺還提供了更加精準的數據支持，使得設計方案更加科學、合理，避免了傳統設計模式下的誤差和不足。

綜上所述，BIM技術在建筑工程結構設計中的應用，對于提高設計的效率和準確性具有積極的作用，同時也為建筑工程的整體質量和安全性提供了有力保障。

3 提升BIM技術在建筑工程結構設計過程中應用水平策略

3.1 明確BIM模型所包含的內容

為了能夠進一步提升BIM技術的應用水平，設計人員在開展工作的過程中，需要深入了解BIM模型以及相關的技術平臺所包含的具體內容[7]。這些技術平臺不僅提供了強大的建模功能，還能夠通過對于建筑結構的數據分析和模擬，為設計人員提供多種施工方案，從而優(yōu)化設計方案，提高施工效率。

在建筑結構構件設計過程中，也可以運用BIM及其相關技術。設計人員通過對于有效信息的分析和整理，能夠了解到各種構件的實際使用情況，從而更好地進行設計。同時，通過更加直觀的方式對于建筑物的結構進行研究，能夠更好地把握建筑物的特點和結構要求。

在結構節(jié)點設計工作開展過程中，可以通過BIM技術應用對于構件具體作用進行判斷。通過判斷重新定義部分信息，最終實現構件與節(jié)點之間的匹配。這種方法能夠不斷提高計算過程的科學性，減少設計誤差，提高設計質量。

此外，BIM模型的應用還可以為設計人員提供多種施工方案[8]。如果在建筑工程施工過程中遇到一些突發(fā)問題，也可以運用BIM模型了解建筑物的具體情況，以便相關人員及時進行處理。因此，BIM技術的應用對于建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

3.2 在建筑結構以及場地分析中應用BIM技術

建筑工程結構設計工作是一項需要設計人員具備嚴謹認真態(tài)度的任務，他們必須以科學和系統的方式進行設計。因此，在建筑工程結構設計的整個過程中，需要特別關注建筑物的核心部分，以確保設計的合理性和安全性。從我國實際情況來看，我國是一個幅員遼闊的國家，擁有著多樣化的地質和水文條件，以及各種自然氣候條件。在建筑工程建設過程中，設計人員必須充分考慮到這些因素。然而，傳統的分析模式往往很難實現對于這些復雜因素的全面分析，這對于工程質量的提升造成了極大的障礙。隨著科技的進步，人們已經逐漸意識到BIM技術的先進性和重要性。BIM技術可以與信息技術進行深度融合，通過相關的平臺分析影響建筑工程結構設計的各種客觀因素。這不僅可以對于結構體系進行合理的預測和判斷，還可以通過對于各種因素的分析選擇最佳的施工場地。采用BIM技術和信息化技術相結合的方式，能夠大幅度提高建筑工程的整體質量，同時也有助于相關企業(yè)樹立良好的社會形象，對于行業(yè)的進一步發(fā)展起到推動作用。這種技術的應用將有助于推動建筑行業(yè)的現代化進程，提高建筑工程的可持續(xù)性和經濟性。通過使用BIM技術和相關的信息技術，設計人員可以更加全面地考慮各種因素，做出更加合理、科學的設計決策。這將有助于提高建筑工程的結構安全性、降低成本、提高施工效率，同時也符合可持續(xù)發(fā)展的理念。綜上所述，建筑工程結構設計工作需要設計人員具備嚴謹認真的態(tài)度，以科學和系統的方式進行設計[9]。通過結合BIM技術和信息化技術，可以更加全面地考慮各種客觀因素，做出更加合理、科學的設計決策，從而提高建筑工程的整體質量和安全性。

3.3 將BIM技術應用于建筑結構性能分析過程中

在建筑工程領域，結構設計工作是決定建筑物整體質量的關鍵環(huán)節(jié)。對于結構性能的深入分析，能夠充分了解建筑物的穩(wěn)定性、抗震性、抗風性等重要特點，也為設計人員提供了根據實際情況不斷優(yōu)化和改進設計方案的機會。以往的經驗告訴我們，建筑結構設計工作不僅需要選擇合適的結構構件進行組合，還需要在建筑整體成型后進行一系列嚴謹地考察。只有當建筑質量完全符合相關標準時，才可以正式投入使用?，F在，如果能夠合理利用BIM技術，那么結構設計工作的效率和質量將會得到顯著提升。根據BIM技術的獨特功能，我們可以了解到這項技術能夠顯著提高結構分析的準確性，及時發(fā)現結構設計過程中可能存在的各類缺陷。這樣一來，不僅提高了設計工作的質量，同時也對整體工程的施工質量產生了積極地影響。在建筑結構性能分析方面，BIM技術的應用可以發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢。首先，BIM技術可以模擬建筑結構的實際運行狀態(tài)，從而為設計人員提供更為準確地分析數據。其次，通過BIM技術，設計人員可以針對不同的設計方案進行模擬實驗，以便找出最優(yōu)的結構設計方案。最后，BIM技術還可以對建筑結構進行優(yōu)化設計，從而提高建筑物的使用性能和安全性能。綜上所述，BIM技術在建筑工程結構設計工作中的應用，將會成為提高工程質量、節(jié)省工程成本的重要工具。隨著科技不斷進步，我們有理由相信，未來會有更多的創(chuàng)新型技術被應用到建筑工程領域，為人類創(chuàng)造更為優(yōu)質的建筑環(huán)境。

3.4 將BIM技術應用于鋼結構模型建造過程中

在人們生活水平不斷提高的背景下，對于建筑工程的規(guī)模和質量提出了更多要求。現如今在建筑工程施工過程中，需要根據工程的具體特點建設鋼結構模型，鋼結構模型的實際質量將會在很大程度上影響建筑工程的使用效果。特別是隨著新工藝的引進，鋼結構的優(yōu)勢也逐漸凸顯。在這種情況下，通過鋼結構的運用能夠在很大程度上保障建筑工程的完整性。但是需要特別注意的是，鋼材之間的相互連接并不是一個簡單的過程，在連接的過程中需要使用到很多種先進的方法，傳統的人工方式很容易由于施工人員的能力水平不足而產生問題。通過BIM技術的應用，能夠實現對于鋼材連接過程的模擬，也能夠實現數據和信息的共享。在此類技術的加持之下，設計人員可以對于連接位置進行精準判斷，最終提升設計過程的科學性與合理性，避免重大設計失誤現象發(fā)生。

4 結語

建筑工程結構設計工作在整個施工過程中都占有重要地位，通過提升結構設計工作實際水平的方式，能夠讓建筑擁有更多的使用功能。在這個過程中，有關方面要高度重視先進技術的應用問題，要結合實際應用BIM技術，通過BIM技術的有效應用，不斷提升各部門之間的合作效率，通過重要信息數據共享的方式，讓設計人員對于工程建設整體情況全面了解。相信在各方面共同努力下，一定能夠實現對于BIM技術的不斷改進和完善，通過擴大該類技術應用空間方式讓我國建筑行業(yè)在新時期取得長足進步。