BIM建筑结构设计过程的研究与实现

罗勉

摘 要：BIM技术的使用能够有效提高建筑结构设计的质量和效率，是当前建筑结构设计过程中较为常见的技术。BIM技术有着非常明显的优势，能够快速并全面提升建筑设计的质量和效果。因此，本文基于BIM技术的优势，简单分析BIM技术在建筑工程结构设计过程中的应用，希望能够对提高建筑结构设计的效率和质量有更多的参考价值。

关键词：BIM技术;建筑结构设计;技术优势;应用

科技的发展为建筑行业提供了更加坚实的技术支持，建筑结构设计作为建筑行业的基础环节和重要环节，其质量直接对整个建筑质量产生影响。因此，在结构设计的过程中，保证高质量和高效率的设计成果，才能够为后续的施工提供可靠的技术保障。而BIM技术作为先进的技术之一，以其自身的优势为建筑结构设计提供了高效化的支持，促使建筑结构设计工作更加全面化、便捷化、智能化，为项目参与各方提供了协同工作的平台及整个建筑行业的发展带来了福音。

一、BIM技术及其优势

BIM技术是建筑行业发展的产物，该技术能够结合建筑工程项目的实际情况进行模型的搭建，并在此基础上进行建筑结构的合理设计，以数字的形势将建筑结构施工中的信息进行模拟展现，实现资源的共享。

BIM技术具有非常明显的优势，其主要体现在：第一，集成的信息量较大。BIM技术能够将建筑过程中所使用的建筑材料、建筑空间结构关系、建筑物的使用性质等信息综合处理和展现，以数字化的模式进行模拟展现，这样就能够节省大量人工设计的时间、缩短工期。第二，BIM技术能够将传统设计图纸转变成为可视化三维建筑设计模型，将其更加形象化、立体化地展现出来，提升了可视化的效果。第三，建筑设计图纸的后期修改是较为常见的，传统的方式修改起来较为困难，而使用BIM技术能够通过图例来进行修改，并进行利弊分析，不仅方便设计人员观察和修改，同时也可以提高设计的质量和效率，让相关数据更加精准，避免人为错误影响了设计的精准度。

二、基于BIM的建筑结构设计建模方法与协同设计流程

（一）基于BIM的建模

在建筑的全过程周期的不同阶段中，建筑结构模型是不断变化的，通常可以分为概念阶段模型、设计阶段模型、施工阶段模型、运营与维护阶段模型等。在实际情况中，相关人员可以利用Revit软件来进行建模，并对建筑结构进行设计和分析。通常情况下，基于BIM的系统实现方法有两种，一种是分类建立各专业模型，另一种是在BIM核心建模软件里建立一个复杂的综合模型。

现阶段，BIM在装配式建筑中的应用逐渐在建筑行业中普及，颠覆了传统建筑行业的设计和施工模式。通过BIM技术可以实现装配式建筑的设计、生产、装配、运营维护以及拆除等一体化，实现信息化协同设计、可视化装配、节点连接模拟等，特别是在降低装配式建筑的误差设计方面，有着非常明显的优势，如：通过BIM三维视图对相关预制构件的尺寸、直径、间距等进行精准设计，并对结构进行精细化设计，降低装配中可能会出现的偏差。此外，通过BIM也能够对施工进行精细化设计和不同施工组织方案仿真模拟，排除装配现场的安全隐患，并通过BIM的可视化特征，追溯已产生的问题的责任归属。

（二）基于BIM的建筑结构设计流程

BIM建筑结构设计的基本流程如图所示：

第一，方案设计阶段。在施工方案设计阶段，由于BIM模型是一个较为完整的数据库，因此，相关结构设计工程师可以在方案设计阶段就使用BIM展开建筑结构的合理设计和分析，并在这之后进行信息模型的建立，从建筑的艺术形式、功能设置、结构力学等多个角度进行整体布局，通过BIM方案设计软件展示出建筑设计的三维效果，并与相关工程师初步协调建筑设计方案与结构方案。

第二，初步设计阶段。在初步设计阶段，可以利用BIM建模软件来进行初步设计，其主要包括三个步骤：首先，加载BIM建筑模型。以不影响到建筑的艺术效果及其使用功能为基本原则，通过BIM核心建模软件的可视化特点，将模型及设计方案CAD文件导入到新建的结构样板中。其次，布置受力构件。BIM核心建模软件平面试图与三维模型是相互关联的，当在平面图中绘制构件的时候，三维图中也会在相同的位置出现该构件，这样不仅方便修改，同时也能够减少甚至是避免建筑构件与结构构件之间的碰撞冲突，方便竖向承重的构件、竖向抗侧力的构件以及水平构件等不同构件的设计和布置。最后，检查模型并导入有限元分析软件。当BIM核心建模软件将结构模型模拟设计完成后，需要结合结构有限元计算软件进行试算，通过结构有限元分析能够将计算分析调整后的模型反馈到BIM核心建模软件中，方便对原本的模型进行适当修改和调整。

第三，施工图设计阶段。在施工图设计阶段的主要工作任务是将初步设计中所涉及到的各个专业的模型反应到二维的图纸上去，方便后续的使用。由于在整理施工图之前要综合考虑到建筑、结构、水暖和电等各个专业的设计需求，因此，需要使用到BIM核心建模软件来进行参数化设计。当建筑及结构模型设计完成后，可以将平面视图转化为施工图，且当后期需要修改和变更时，无论是修改施工图还是在三维模型中变更修改，其他的视图也会在相应的位置自动修改，不同的视图之间关联性较强。由此可见，基于BIM的建筑结构设计过程不仅可视化程度较高，而且协同设计效率较高，设计师可以将更多的精力放在本专业模型细节之处以及整体的优化设计上，而不是浪费大量的时间在施工图修改上。

三、结语：

综上所述，在建筑行业发展的过程中，BIM技术将会在建筑设计方面起到更加高效化的作用，推动建筑结构设计向着全面三维、智能化的方向发展。因此，建筑结构设计师应当要明确BIM的优势，并在此基础上将BIM技术积极应用到建筑结构设计的各个专业领域、流程中去，为建筑结构设计的质量和效率提升奠定良好基础。

参考文献：

[1]李泳波. 关于BIM建筑结构设计过程的研究与实现[J]. 智能建筑与智慧城市，2018（02）：53-54.

[2]郭旭. BIM建筑结构设计过程的研究与实现[J]. 住宅与房地产，2018（31）：67.

[3]吴文勇，焦柯，童慧波，吴礼财. BIM建筑结构设计过程的研究与实现[J]. 建筑结构，2013，43（S1）：825-828.

[4]王智鹏. BIM建筑结構设计过程的研究与实现[J]. 智能城市，2017，3（03）：185+255.