BIM技术在建筑结构设计中的应用

郑晨

【摘要】在BIM技术的施工图纸和模型中，一旦某一数据信息发生变更，其设计系统会自动的矫正和修改相关数据参数，实现对建筑工程下一步施工目标的调整，进而全面展示信息修改对实际建筑工程造成的可能影响。BIM技术在建筑工程设计中的应用可以优化传统设计流程，提高建筑结构设计的科学性和准确性，为后期建筑工程施工活动的顺利展开奠定坚实的基础。

【关键词】BIM技术;建筑结构设计;应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.122

1、建模以及分析功能

随着经济的发展，人们对建筑的设计要求越来越高，建筑工程的设计除了美观、安全这些必要的条件之外，建筑还要做到舒适、先进性，做好细节设计这方面的工作，给人们的心理生理都能带来满意的结果。工程师在对建筑结构进行设计的时候由于数据量太大，且工作内容很繁琐，所以工程师需要现代化科技的帮助，一方面减少设计师的工作量，也给设计及工作者带去了不少的休息时间，降低了工程师一定的做功量。对方案的分析处理就可以基于三维可视化方面进行各类分析以及处理，对不适合，不可行的方面进行修改、解决。分析的内容形式包括空间分析、结构分析、效果图分析，环境影响分析等。利用 BIM 技术获得空间数据和相关的空间信息，挖掘发现更多隐藏的空间目标潜在的信息数据，这些数据里包含了空间位置、方位、距离等方面共同组成了空间分析需要的数据构成，将这些信息组合起来可以完成许多建筑结构设计任务的空间计算、空间分析。在结构分析这方面计算、分析各个成分中的比重问题，分析建筑结构的内部构成，达到最合理的结构构成。结构分析是典型的面向數据流的分析，需要十分精确的数据计算，随着现代科技的发展，对于结构分析有越来越精确、便捷的处理分析方法。建模做出的效果图也需要设计师进行实际考察，认真计算与实际的建筑环境相匹配，与设计需求相吻合。建筑结构的设计与周围的环境分不开，周围的环境对建筑设计有绝对的影响，设计师除了理性的数据分析，结构设计外还需要考虑建筑物的外在环境，建筑物需要与环境相适应，根据环境的特点对建筑结构进行适当的修改。

2、BIM技术在建筑结构设计中的应用难点

BIM技术在建筑工程结构设计中的应用主要是通过系统将所需要的模型发送到分析软件中去，然后利用特定的算法将建筑结构的设计信息进行计算，同时根据设计人员输入的相关指令生成动态的图纸和结构模型。在这一过程中，为了能够有效提升结构设计的准确性和合理性，需要相关设计人员对模型空间整体的真实性和BIM系统的物理建模能力进行综合的考虑。建筑结构的安全性是整个设计过程中首要考虑因素，由于建筑工程设计包含的内容范围较广，加上施工材料自身力学特征、荷载组合等内容都会对整体结构的安全性造成影响，因此在BIM设计应用过程中设计人员需要面对各种复杂的数据参数。除此之外，由于BIM模型的本质是物理模型、建筑结构分析模型以及施工图文的完全数据模型，在实际设计过程中只有采用完全符合标准或者相对较为简单结构构件才能实现上述多种数据模型之间的双向对接，一旦建筑结构的构建在整体设上没有达到相关规范要求，势必会导致其计算过程中出现数据丢失的情况。基于此，在BIM技术的实践应用过程中需要设计人员密切关注这一问题，不断优化物理模型和结构分析模型之间的双向对接问题，促进整体建筑结构设计质量的提升。

3、BIM技术在建筑结构设计中的应用探析

建筑工程结构设计作为一项系统的作业内容，在实际工作过程中会产生大量的数据信息，这些数据资料的科学划分整合是建筑工程设计人员最为关心的问题之一。BIM技术的应用可以将这一问题进行科学的解决，针对建筑工程结构设计中产生的大量数据信息进行有效的存储。

3.1 BIM技术在实现结构设计可视化中的应用

在传统的建筑结构设计过程中都是通过CAD软件进行相关结构图纸的绘制工作，这种工作模式下的建筑结构设计过程很难直观的将建筑结构信息呈现出来，在一定程度上阻碍着用户获取信息的效率。而基于BIM技术应用下的建筑结构设计在初期阶段就是通过建立三维实体结构模型进行设计，借助直观的建筑结构呈现，可以帮助不同用户从不同角度获取建筑结构的相关信息，对建筑构件的基本信息和功能布局有一个全面的了解。在大型建筑结构的设计过程中，设计人员会通过动态演示的方式，帮助用户直观的对建筑结构各部位信息进行观测，便于设计人员选择出最佳设计方案，并及时的发现结构设计中存在的问题，从而不断优化和提升结构设计的科学性和合理性。

3.2 BIM技术在建筑结构参数设计中的应用

基于BIM技术应用下的建筑模型自身就是一个包含所有设计元素及信息的数据库，依托先进的信息技术支撑，建筑结构的模型设计中各项数据参数都是紧密相连的，且具有自动关联和修正的功能。在设计应用过程中，设计人员可以通过该数据库中的信息资源实现对建筑工程结构模型的构建工作，同时在设计过程中对不同的参数进行相应的调整，从而确保 BIM 系统在建筑工程结构设计过程中可以及时的更新数据库信息。BIM 技术在建筑工程结构设计中的最突出优势在于其可以实现高质量、高安全性和可靠性的设计信息录入和输出功能，科学化匹配对应的数据信息，这对于提高建筑结构设计的质量有着重要的促进作用。

3.3 BIM 技术在建筑构件设计中的应用

针对现浇混凝土的工程结构，在实际设计过程中需要设计人员对建筑工程中的管线走向以及建筑物的基本功能要求进行全面的考虑，科学预防各建筑结构之间的冲突问题;而在预制装配式建筑设计过程中，设计人员还需要综合考虑各预制部件之间的节点和连接关系。基于此，在设计环节工作人员可以利用 BIM 技术对其平面图纸进行有效的转换，能够及时发现具体结构在整体设计中可能存在的问题，从而科学优化设计工作，最终使建筑工程结构达到相关建筑标准设计要求。

3.4 BIM 技术在钢结构设计中的应用

随着我国建筑工程项目的不断增加和发展，各种现代化新型的建筑材料和结构模型也迎来了全新的突破，尤其是钢结构，在大跨度及大空间建筑场景中应用也逐步的增多，许多复杂的结构都采用了钢结构加以实现。基于此，BIM 技术也有助于相关设计人员对钢结构设计进行建模处理，辅助解决实际施工过程中可能出现的连接问题和应用问题。例如，针对钢结构设计中的加强件问题，需要设计人员先对工程结构进行整体设计，然后在此基础上对加强件在工程项目中的具体应用进行建模分析，借助 BIM 技术的应用对整个过程进行还原和控制，从而更加直观的凸显出钢结构加强件的作用和效果。

结语：

综上所述，BIM技术对建筑结构设计有很大的益处，能够帮助优化建筑工程的设计，给建筑施工提供更高的施工效率，还在一定程度上能够保证建筑的质量和安全上的问题，在社会各界和相关领域的帮助下会有更大的价值会被发掘出来。

参考文献：

[1]岳啸.建筑结构设计中隔震减震控制技术的应用[J].四川建材，2020，46（12）：135-136.

[2]王冠亚.民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术的应用[J].中国住宅设施，2020（11）：168-169.