BIM技术在建筑结构设计中的应用

杨朱建

摘 要：BIM技术即建筑信息模型，其是利用计算机进行模型构建、优化调整的一项技术，各方面优势十分突出。基于此，本文以现有建筑结构设计技术的不足为出发点，分析BIM技术在建筑结构设计中的应用，包括应用的优势和方式等等。旨在通过分析使BIM技术的优势进一步明晰化，也有利于后续具体工作的开展。

关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用

1 导言

随着我国市场经济发展进程的不断加快，人们对建筑工程项目建设使用的安全稳定需求越来越大。然而，受复杂施工环境、日趋扩大的施工建设规模以及技术应用局限影响，使得建筑结构的设计应用缺乏一定的科学合理性，这就降低了建筑结构作用的安全稳定效果。基于此，相关建设人员应从实践角度出发，将现有的科学技术成果充分利用起来，即把BIM技术高效作用于建筑工程项目的结构设计过程中，以使设计人员能够充分掌握设计过程中存在的问题、处理手段与衡量方法。这是实现建筑行业发展建设可持续性目标的关键，相关人员应将其作为重点研究对象，以缓解现代化经济建设背景下的住房需求压力。

2 BIM技术

2.1 BIM技术概念

BIM技术通常是指建筑信息模型技术，其通过在建筑工程的整个过程中采用数字化技术来对相关信息进行整合，并建立完整的数据模型。该项技术将建筑工程过程中的设计、施工、运营以及维护等多个工艺环节的知识内容有效整合到一起，并通过数字化可视技术呈现出来，在工程相关信息的手机和处理上具备独特的优越性能，明显提升了整体工作效率。该技术作为建筑工程设计中较为重要的技术，在建筑工程的发展中占据着越来越重要的地位。

2.2 BIM技术特点

（1）可视化特点。BIM技术能够将传统抽象的设计转换为立体可视化的设计，其主要通过图形来展现设计人员的设计思路，将设计人员所提供的设计数据来自动生成可视化图形，在视觉上形成反馈映射，构建建筑形状模型，以可视化的状态呈现出来。（2）协调性特点。BIM技术能够有效解决各部门之间频繁协调的问题，其在可视化特点的基础上针对各个部门之间可能出现的协调问题形成自动协调数据，解决专业方面的问题，加强各个部门之間的协调工作，促进建筑结构设计的正常进行。（3）模拟性特点。由于BIM技术是通过数据自动形成图形供人们研究和改进，因此，其可以通过相关数据来对建筑结构设计进行建筑模拟。不仅可以根据人们的需求来模拟出不同形状的建筑外形，同时也可以对真实状态下的建筑结构进行模拟，有效降低勘察工作量，节约了时间。

3 现有建筑结构设计技术的不足

3.1 建模技术不完善

建筑结构设计技术已经有上千年的发展历史，经历了手工、平面图纸和立体模型的变化，信息时代来临后，建筑结构设计技术不断完善，能够更好的满足使用要求，但依然存在一定不足。比如传统的建模技术主要依靠设置固定参数的方式进行，但在实际工作中，参数值会出现少许变化，而如果建设方案出现较大调整，模型的构建甚至会失去意义。这是目前建筑结构设计技术的主要不足。

3.2 图纸指导性不足

设计图纸是具体施工的指导性文化，其是否完善、科学直接影响建筑结构的具体施工和建设效果。当前建筑结构设计技术下，出具的图纸存在一定的问题，影响其指导性。比如设计人员常用的CAD平面图，该图可以较好的给出尺寸比例和基本框架，但在建筑层次感的表达上存在显著的欠缺，如果建筑结构较为复杂，或者施工环境包含大量交错的各类管线，图纸的指导价值将大为下降。这也是目前建筑结构设计技术的不足之一。

4 BIM技术在建筑结构设计中的应用分析

4.1 深化设计阶段

BIM技术通过建立一系列的三维建模软件平台，使得专业设计人员对建筑施工中的结构和模型等进行对比，并形成信息化的模型以供参考。对于传统的设计模式来讲，每一张图纸都是从简单的平面设计开始，然后绘制成较为完善的立体图形，在根据施工项目的实际情况，对设计图纸进行系统的修改。应用BIM技术可以改变设计师不断重复地修改设计图纸的问题，可以将设计师的图纸进行数据模拟进而达到虚拟化设计，应该明确模型是设计的核心而非图纸，通过BIM技术将建立建筑模型更加有利于技术人员的执行和操作。运用BIM技术的信息化模型，将可以根据自己的需要而形成自身符合条件的视图，并在建筑模型中可以生成建筑数据和计价。建筑结构设计与传统的建筑结构不同，BIM技术应用到建筑结构设计中极大地避免了传统建筑中的不利因素。

4.2 订单到前期准备

BIM技术还可以对建筑施工的生产合同进行管理，包括订单上的维护和生产中的维护都需要BIM技术的应用。在建筑施工前期，要对合同项目进行审核，这难免会增加技术人员和管理人员的工作强度，而且在合同签订前期，要对合同条款进行可对生产合同进行管理，包括合理规划和安排，同时各个部门要进行通力配合，将BIM技术应用到建筑结构设计中发挥其巨大的效益，对建筑施工进行信息化管理。

4.3 成本预算和物料采购

在建筑施工前期都要对建筑材料和设备进行成本估算控制，形成企业的采购价目表，将BIM技术应用到建筑结构设计中，可以通过数据和模型将生产中的劳务费用、材料及设备费用等都纳入信息技术中，在此基础上进行项目成本造价控制，其中预算的准确性对于实行精细化的成本预算管理控制起着非常重要的作用，通过BIM技术模型计划将自动收取需求计划，并以此来对材料和设备进行统计并用于采购，建筑企业生产部门可以通过信息化的列表对各个项目的数据进行分配和运用。

4.4 BIM技术在建筑结构参数设计中的具体应用

建筑结构信息模型中会有一个包含所有设计信息的数据库，所有建筑结构设计参数都是相关联的，设计人员可以利用该数据库中的数据信息来对建筑结构形体进行构建，而且在设计过程中会对不同的参数予以一些约束，从而确保BIM系统在建筑结构设计中可以及时更新数据库。BIM技术在建筑结构设计应用中最大的特点，是可以实现高质量、高安全性、高可靠性的设计信息输出，对提高建筑结构设计的数字化发展有着重要意义。

4.5 BIM技术在预制构件安装中的运用

在建筑项目施工中，要想将各个生产部门都联系到一起，要通过BIM技术来实现这一目标，并从而实现资源的共享与联动。施工现场的施工部门通过BIM技术将现场的需要通过BIM技术的技术平台反应给系统，然后系统通过检索将信息反馈到现场，达到完成作业的目的。建筑施工现场中的每件构建都要进行编码，要将编码录入到BIM技术信息平台中，将虚拟的构建进行可视化处理，这样方便项目施工人员随时检查和监督，从而使得建筑施工项目管理人员可以较为及时地掌握施工进度。

4.6 BIM技术在钢结构建模中的具体应用

现阶段钢结构已成为一个大跨度建筑物的主要结构形式，其在建模中往往需要面临结构链接和加强件布置等多个方面的难点，所以在设计中往往需要根据梁的高度，来将各个连接件进行专项设计并要将其参数化。BIM系统在应用中可以利用参数共享，来对螺栓的数量与间距来进行控制，设计人员只需要对参数进行调节便可以形成新的连接件，而在加强件、连接件设计中设计人员只需要画出大样，而在钢结构施工中技术人员只需要对相应位置设计进行参考，便可以来确定加强件、连接件的准确位置，这对进一步提高钢结构设计质量及施工效率有着重要作用。

5 结语

总之，BIM技术在建筑工程结构设计中占据着重要的地位，在实际情况中，相关技术人员应当对该技术的优点和特性加以了解，并在此基础上将其应用于建筑结构性能分析、图纸设计、工程准备阶段以及钢结构施工中，使其能够在最大程度上发挥自身的技术优势，为建筑工程的发展做出一定贡献。

参考文献：

[1] 游子健.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].江西建材，2016（22）：47.