探析建筑结构设计中BIM技术的应用

探析建筑结构设计中BIM技术的应用

郭军飞1  ,杨鑫欣2 ,董立婷,3

1 洲宇设计集团股份有限公司济南分公司

2 山东省环科院环境工程有限公司

3 邹城市鑫诚建设工程质量检测有限公司   

摘要:随着国民经济的快速发展，我国的建设项目日益增多，规模也不断扩大。随着科学技术的飞速发展，建筑工程的结构设计也取得了一定的发展。BIM技术的出现改变了建筑结构的传统设计模式，可以更大程度上保证用户的实际需求得到很好的满足。基于此，本文首先对BIM技术进行概述，介绍其特点，并研究其在建筑结构设计中的应用，以供参考。

关键词:建筑工程；技术；结构设计

1BIM技术概述

BIM是一种用于许多不同领域的数据工具，例如工程设计和管理。BIM利用建筑数据和信息模型的集成，在项目实施、运营和维护的全生命周期内实现信息传递和共享，确保工程技术相关人员能够对各类建筑信息做出正确的理解和响应，从而为设计团队、运营单位等参与建设的各方协同工作提供重要保障。在BIM技术的应用中，项目正式开始前，先在电脑中完成预览。结合预检的相应流程，不同专业的设计人员可以基于BIM技术修改项目施工方案，施工人员也会利用BIM技术对具体施工过程进行预估，对施工中可能出现的问题提前做好准备，可以有效降低实际项目施工中不利情况的发生率，保证项目按时完成，提高项目施工质量。同时，在工程施工图纸设计中，基于BIM技术，为工程施工创建模型，确保有效实现2D图纸到三维模型的转化。结合不同专业的实际分析需求，可以将简化后的BIM模型导入到相关软件中，进行相应的计算分析，保证建筑施工的顺利开展。

2BIM技术特征

2.1可视化

BIM技术的可视化特征意味着利用该技术可以直观地展示建筑工程的结构，为建筑工程施工提供极大的便利。在以往的施工项目中，工作人员只能使用二维图纸，施工图纸也只是一些简单的线条。工作人员很难凭想象完成工程实体的建造，随着建筑结构的日益复杂，仅凭人的想象难免会出现错误。BIM技术的应用正好让这个问题得到了更好的解决。通过BIM技术的应用，建筑结构可以以更直观的方式呈现给员工。这样即使是非专业人士也能了解建筑工程施工中采用的结构，为工程施工中不同专业人员之间的沟通和工作协调提供了方便。

2.2协调

一个建设项目的完成，需要业主、工程设计单位、工程施工单位等各方的共同参与。所以协调好不同部门之间的关系也是建筑施工中非常重要的一步。在具体施工中，通常会出现许多不同的问题，因此需要有效地组织和协调相关人员，找出问题产生的原因，并提出相应的解决措施。在以往的工程设计中，由于不同专业之间缺乏有效的协调，出现了建筑构件与暖通管道冲突、给排水系统与暖通管道冲突等问题。出现这些问题的主要原因是各专业的图纸是相互绘制的。但在具体的工程建设中，原来的管道设计处可能已经设计好了柱或梁。在这种情况下，需要变更设计，造成工程建设的延误。BIM技术的应用正好可以解决这个问题。BIM模型可以提前针对不同专业进行碰撞测试，通过碰撞测试可以有效避免此类问题，从而使建筑设计更加科学合理，为建筑工程建设的顺利开展提供保障。

3 3 BIM技术在项目管理中的意义

3.1有利于优化建设项目的管理模式

BIM技术具有前瞻性、协调性和一体化的4D建设管理模式优势，而传统管理模式缺乏有效的沟通渠道。通过这项技术，我们可以使用建筑模型定制计划进度数据、资源存储计划和场地布局数据，从而定制一个实际场地建设的基础，并调整所有可能的场地条件。

3.2有利于获得更多的经济效益。

BIM的应用可以合理调整某个项目的工期，也可以合理设置好材料堆放的位置，避免不必要的时间和机械消耗，不需要科学的移动。同时，为了有效推动我国工程机械的智能化发展，保证施工作业的数量，也提高了施工作业的质量。BIM适用于整个项目建设过程及其子项目的所有阶段。有效地节约了建设项目的各种人力、物力和财政资金，为节约整体社会资源，提高建设项目的经济效益做出了巨大贡献。

3.3有利于提高工程造价的管理水平

BIM是一种综合计算方法，具有强大的预算模拟功能，为技术项目的全过程预算管理提供了便捷有效的条件。在一个项目的规划阶段，BIM数字化建模后产生的造价信息量，BIM项目的实际施工阶段，BIM的数字化信息共享平台与之前的数据分析结果进行对比，可以实时更新，提高项目造价管理水平。

4BIM技术在建筑结构设计中的应用分析

4.1 BIM技术在工程图纸设计中的应用

BIM技术用于构建三维建筑工程模型。通过这种三维建模技术，可以有效分析建筑工程结构设计相关数据的合理性，为后续工程相关数据信息的变更提供有力保障。鉴于以往使用的工程施工图设计方法，如果图纸中某个位置发生变化，需要考虑结构设计的相关要求、建筑结构的整体性能等多方面因素才能改变。然而，工程设计方案的多次修改会导致工程建设成本的增加，在某些情况下，设计会偏离建筑结构设计的相关要求。但如果应用BIM技术，设计人员只需将相关参数输入到相应的系统中，就可以有效地变更工程施工图纸，为工程施工相关参数的变更提供了便利，节省了大量的工程建设成本投入，也不会造成工程建设进度的延误，从而为工程建设的顺利进行提供了保障。

4.2 BIM技术在建筑空间设计中的应用

建筑施工设计前，必须做好建筑空间的规划，建立相应的施工场地，才能进行建筑空间的分析。但对建筑空间的地形特征进行分析计算后，在具体方案确立后应用BIM技术，分析坡度、坡高等相关参数，确保建筑设计方案更加完善。利用GIS软件建立相应的模型，采集众多建筑施工参数，进行整理，分析边坡的实际走向，可以为相关工作人员模拟建筑施工项目提供一定的便利，为后续方案的设计奠定基础。在完成建筑地形测量的相关工作后，需要对建筑施工主体进行规划设计，BIM技术在其中发挥了非常重要的作用。主要是因为利用BIM技术可以将建筑主体的内外空间通过三维模型呈现出来，使设计人员可以根据模型有效地分配建筑主体的空间，设计建筑项目的周边环境，从而完成建筑项目建设相关资源的优化配置。

4.3 BIM技术在建筑结构参数设计中的应用

在BIM技术在建筑领域的应用中，数据模型的创建是关键的一环。该模型不仅仅是对相关参数的简单分析和改变，还可以通过设置参数来展示建筑结构设计的整体建筑属性和几何结构。在建筑结构设计中，需要完成相关构件的组装。过去，在这项工作中，设计人员需要结合建筑结构设计要求和相关建筑设计参数，进行全方位分析后，制定或变更建筑施工方案。而当BIM技术应用于建筑结构设计参数的设置时，只需对结构设计进行合理的改进，就可以完成相应的构件组装，不仅可以借助参数的自动调整来保证建筑工程施工的安全性，还可以使客户提出的建筑设计相关要求得到很好的实现。

4.4 BIM技术在钢结构模型创建中的应用

随着我国建筑工程数量和规模的不断增加，建筑结构的设计模式也越来越多样化，建筑施工使用的材料也越来越先进。尤其是钢结构、跨度、空间的提高，也使得建筑工程的结构设计更加复杂。目前很多外形奇特的结构都是通过钢结构的设计来完成的，但这也给钢结构设计过程中各种构件的连接组合增加了一定的难度。通过BIM技术的应用，可以有效解决这个问题。BIM技术可以计算钢结构连接件的连接构件，自主选择相关参数，分析相关参数的影响。借助BIM技术的数据共享功能，可以计算钢结构设计中使用的焊缝数量和螺栓数量，有效控制钢结构的设计距离。BIM设计模块一旦需要添加新的构件，设计人员只需要调整相关数据信息即可。通过应用BIM进行工程细节设计，设计者可以更准确地把握相关构件的位置，从而保证建筑钢结构更好的稳定性，有效提高建筑工程质量。

4.5 BIM技术在建筑结构性能分析中的应用

在应用BIM技术分析建筑空间结构特征的过程中，可以利用BIM技术完成建筑结构设计的局部到数字模型的相应转换，也可以检验建筑建筑设计的稳定性。比如在地下室建筑的结构性能设计过程中，不仅要考虑地下室各种管线的合理布置，还要充分考虑材料的使用。因此，建筑设计师在设计建筑结构之前，可以充分利用BIM技术模拟地下室结构的设计，完成相应设计线的自动规划，从而实现对过去建筑结构设计的优化。

5结论

综上所述，BIM技术可以在建筑项目的建设中发挥非常重要的作用，有效解决了以往CAD软件应用中的诸多不足。因此，在信息技术飞速发展的背景下，我们应该做好BIM技术的研究，使这一技术能够应用到施工中，从而充分发挥BIM技术可视化、直观化的优势，提高施工质量，促进建筑行业的良性发展。

参考文献：

[1]谭小蓉,徐静伟,李萍.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].居舍,2020(09):92-92.

[2]钟国雄.浅析BIM技术在建筑结构设计中技术应用及应用价值[J].建材与装饰，2019（24）：111-112.

[3]崔玲.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用分析[J].住宅与房地产，2019（28）：90.