BIM技术在建筑结构设计中的应用

BIM技术在建筑结构设计中的应用

谢 炯

浙江勤业设计集团有限公司第一分公司 浙江杭州 310000

摘要：建筑结构设计阶段是建筑全生命周期关键阶段，在传统的建筑结构设计中，设计人员主要依靠CAD软件进行建筑结构二维设计，难以实现立体化、协同性设计，往往不能及时发现结构设计中存在的问题，导致后期施工出现设计与实际不相符的问题，增加建筑成本、影响建筑质量。运用BIM技术进行建筑结构设计，则可以通过BIM进行建模、协同设计、碰撞检测、绘制基于BIM模型的平法施工图等，从而优化建筑结构设计质量，为后期建筑施工顺利开展奠定基础。基于此，本篇文章对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行研究，以供参考。

关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用分析

引言

建筑是一项统合了土木结构、电气系统、给排水系统等多重结构的综合体，而在建筑结构设计工作中积极运用新型信息技术不仅能够有效提升建筑各专业设计与结构设计的协调性，同时还能够为结构设计的优化提供更大便利。BIM技术平台能够在前期决策、设计及后期施工中通过动态展示对结构设计的特点进行剖析，因此受到建筑同仁的认可。

1BIM技术概述

BIM技术具有以下优势。（1）可视化。BIM技术具有所见即为所得的特征，尤其适用于体量大、造型复杂的建筑物，通过三维模型的构建可帮助设计人员以三维思考方式完成设计工作，有效提高整体设计质量。（2）协调性。基于BIM平台可实现不同专业、不同设计人员在同一个模型中添加、修改、存储建筑信息，有效提高了不同专业之间的交流与沟通效率；同时，BIM技术可提供碰撞检查、4D动态模拟等功能，由此实现不同建造阶段的模拟协调，提前在设计阶段解决可能出现的场地冲突、施工碰撞等问题。（3）模拟性。具体包括4D施工模拟、5D模拟与造价控制，由此确定施工方案、进度与设备材料供求时间表，并快速生成工程预算，实现工程成本的有效控制。（4）优化性。借助BIM技术可快速进行方案对比与优化，有效保障设计方案的技术经济性。（5）出图性。基于BIM三维模型展示、协调、模拟以及优化，可快速生成综合管线图、结构留洞图、施工图、碰撞检查侦错报告、建议改进方案等。

2建筑工程结构设计的不足

改革开放以来，我国建筑行业随着经济的飞速增长在持续快速发展，但建筑行业的结构设计过程中仍然存在很多的问题和缺陷，这些问题和缺陷主要体现在设计软件不够完善、建筑结构设计的程序不够规范。第一个问题主要体现在建筑行业在使用BIM技术的同时会用较多辅助软件，但因为BIM技术进入我国时间尚短，很多的软件使用的是盗版或者简化版本，不能很好地辅助BIM技术发挥作用，应用效率不高。另外，建筑结构设计程序不够规范的问题，主要是因为我国建筑设计行业起步较晚，设计流程不够科学。在我国建筑结构设计各个子项目中，大多都是不同专业的人单独完成自己的领域，子项目之间缺乏合理沟通，在遇到一些疑难问题时不能统筹解决，造成项目滞后、浪费项目资金的后果。且即使保证了各个子项目之间的进度统一性，也无法保证各个子项目之间的工作人员能够进行有效技术信息交流，进行联动设计，极易导致施工项目返工，使得整体项目难度系数增大。

3BIM技术在建筑结构设计中的应用分析

3.1控制设计过程

建筑工程项目本身是一个周期较长的建筑工程活动，在开展建筑工程活动之前需要制定严格的建筑工程规划来对施工过程进行指导。如果建筑工程规划或设计方案存在问题就会影响建筑工程的整体质量以及无法按照合同约定的周期完工的风险，这会对企业造成严重的危害，甚至会造成负面的社会影响。为了解决这种状况，越来越多的施工企业开始引入ＢＩＭ技术来指导施工过程，实现了对施工过程的实时监控。通过建立与建筑工程相关的数据库，使得数据能够反映在三维模型当中，通过可视化系统对这些参数进行调整使得建筑工程结构的科学性得到有效发挥，最终能够保质保量地完成施工项目。

3.2优化房屋建筑形体结构

BIM技术能在对建筑结构优化设计的同时提高建筑的稳定性和安全性，并根据要求对建筑的布局、外观进行合理化设计指导，确保建筑外形既符合当下人们对建筑审美的要求，又能通过建筑的外形对房屋结构设计进行补充。设计人员可以利用BIM技术科学地调整建筑内部的创新设计，在原有结构优化的基础上对建筑内部的布局和形状进行调整，提高设计完整性。设计人员还可利用BIM技术收集建筑选址、建筑布局、周边环境、气象条件等综合信息，让设计人员通过这些信息重视建筑外形对整体结构设计的影响，利用建筑的外形解决一些结构设计中存在的问题和困难。同时，BIM技术也能对一些特殊结构进行设计调整，如对连续性结构以及杆系结构BIM优化设计，保障其发挥设计预想功能的同时不破坏房屋外形的美观性，增强房屋外观和结构设计之间的紧密性。

3.3实体配筋设计

在建筑结构设计过程中，通过BIM实体配筋技术的应用，可实现局部复杂部位或节点的钢筋配置施工模拟，提前发现问题，减少设计失误。此外，完成实体钢筋模型构建后，可为后续钢筋工程量统计、钢筋下料方法提供可靠依据。

3.4专业协同

在施工之前采用BIM技术落实优化工作，针对以往施工手段探究，大部分是采用二维设计手段的，而二维设计手段所具备的弊端较为显著，一些问题很难在第一时间发现。所以，我们要认识到BIM技术在建筑结构设计中的采用其实并不是单纯依靠某一个专业完成的，其需要具备各种不同的专业协同来实现共同落实建筑结构设计。所以，在设计工作中要确保各专业之间的数据、汇总、信息交流的协同，通过这种手段来显著提升建筑结构设计的整体质量和效率，确保设计工作具有完整性特点。BIM技术在共享信息交流中的应用主要体现在以下两点：第一，实现对中间数据问题的合理化采用，向各地方、不同设计软件落实建筑模型搭建所需关键数据的共享；第二，利用数据库将信息资源在各专业间即时传递，并积极融合装饰、土建等和建筑相关的其他领域专业信息，采用统一的数据处理模型，把各种专业信息实时整理、归纳，确保信息整合具备统一性和规范性特点。

3.5施工图设计阶段

在BIM建筑结构模型中，施工图主体部分设计主要是对模型进行切分视图，从而完成对各环节施工的图纸设计，不需要再进行手工绘制。施工图设计中，相关的注释信息数据与构件中的存储数据来源一致，也不需要重新手工录入，只需要选择相关注释族添加进入就可以，并且注释信息数据与构件信息数据是相互联系的，构建参数改变后，施工图上的注释信息也会相应变化，从而确保施工图面信息与模型信息一致。

结束语

综上所述，在建筑工程项目实施中，结构设计是重要环节，结构设计是否合理直接关系到结构整体安全性、可靠性，也影响实际施工可行性、经济性。在建筑结构设计中，通过BIM技术的运用可有效提高结构设计效率，优化结构设计方案，工程实践中必须根据项目情况合理选择BIM软件进行建模，并落实相关碰撞检查、材料统计、模拟分析等工作，以此提高结构设计方案的科学性、可靠性，有效保障建筑质量。

参考文献

[1]王冠亚.BIM技术在建筑结构设计中的应用探究[J].中国建筑金属结构,2020(10):64-65.

[2]魏大生.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].工业建筑,2020,50(09):218.

[3]席新元.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2020,5(15):201-202.

[4]李广龙.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析[J].工程建设与设计,2020(15):139-141.

[5]覃袭洋.关于建筑结构设计中BIM技术的有效应用[J].建材与装饰,2020(21):94+97.