建筑结构设计中BIM技术的应用研究

智 慧

(山西建筑工程有限公司，山西 太原 030000)

建筑结构设计中BIM技术的应用研究

智 慧

(山西建筑工程有限公司，山西 太原 030000)

阐述了我国建筑设计的现状，介绍了BIM技术的概念，并结合其特点分析了其在建筑结构设计领域的应用，以具体工程为例探讨了在应用过程中存在的问题，指出BIM技术的应用保证了建筑结构设计的可靠性、安全性。

建筑结构，结构设计，BIM技术

0 引言

工程项目的建设逐年增多，在工程建设中，建筑结构的设计是进行工程项目的第一步，对于建筑工程来讲，有一个好的设计工程就已经成功了一半。对于建筑设计而言，BIM技术的使用更加能够提高建筑的安全性、舒适性以及设计的先进性，将建筑设计与新型技术结合起来是我国建筑设计发展的大趋势。

1 BIM技术概述

BIM全称为Building Information Modeling，即建筑信息模型。BIM基于工程的各项数据信息，利用CAD进行建模，将工程的各项真实信息通过模型转化为计算机数据，从而在此基础上可以进行对工程的调试。模拟，因其具有可视化，可计算、可模拟、可出图等优点，因此其应用范围极其广泛，BIM可以贯穿工程建设的整个周期，其特有的优势正好适用于建筑设计，根据相应的规范要求有针对性的对全工程的各个阶段进行深层的、全面的分析，对工程项目进行直观的、全方位的描述与体现，以全局的眼光来对建筑工程进行设计，并给出多种解决方案，并且可以对多种方案进行各自建模，充分进行数据分析，在可视化的前提下选择出最优设计方案[1]。BIM所具有的功能决定了其对于建筑设计具有十分重要的作用。

2 我国建筑设计的现状

我国有许多令人惊叹的建筑设计，但纵观建筑设计行业总体，仍然有不可避免的问题出现。

2.1 数据收集困难

我国工程建设多为比较大的项目工程，工程时间、空间跨度都比较大，数据收集比较困难而且所需周期较长，并且期间数据波动、变化较大，因此其数据收集较为困难且耗时较长。

2.2 数据分享困难

建筑设计是建筑工程的前提，施工是在建筑设计的基础上进行的。因此建筑设计要综合建筑工程的整体来进行分析，需要各个环节的数据支持，但是工程中各个单位的联系较少，合作不紧密，导致数据共享困难，并且由于缺乏系统的工程数据库，数据无法及时收集汇总，导致数据无法及时对外公开，数据在内部的共享会有一定的困难[2]。

2.3 数据分析能力较弱

目前，我国的数据分析仅仅在平面上推广运行，但是无法满足不同时间空间跨度的数据分析。对于建筑设计而言，得不到全面的信息，其设计需要随时修稿，难以给出完整的设计方案。

2.4 建筑设计模式化严重

我国建筑的外观与用途一直延续着老的模式，外观设计单一、功能结构设计单一，不适应于现代用户的追求与时代的发展。目前，由于人们审美功能的普遍提高，对于传统的外观设计已经得不到满足，另外由于现代各种信息大融合，对于建筑的要求已经不仅仅是单一要求，例如商店与电影院结合、住宅与健身房结合。因此建筑设计要突破固有模式，打造新型的设计模式。

3 BIM技术在建筑设计中的应用

前文提到BIM技术具有的多种功能使其在建筑设计中发挥了巨大的作用，下面具体介绍一下。

1)构建模型。

BIM技术利用三维模型，使建筑设计由传统的平面图纸转化为立体模型，更加直观的向人们全方位的展现建筑工程的实际。在设计初期构建模型，向用户展示，得到反馈后，结合反馈后的数据对模型进行进一步的修改。其修改方面快速，可以随时将修改后的模型传达给用户，直到满意为止。而且有些技术更加先进的BIM技术，可以构建动态的设计模型，更加全面、生动的展现建筑设计的特色，给用户最直观的设计体验[3]。

2)参数分析。

在建筑设计时，会有大量的数据按照传统的方式，统计、整合、分析数据需要大量的时间而且易出差错，在前期的数据分析耗费大量的时间，使整个建筑工程所需的时间延长，损耗人力物力与资金。利用BIM技术后，其可以将建筑设计有关的数据信息整合成一个数据库，因其具有自动化算量方法，只需输入数据，BIM系统便可以自动的完成数据整合与构件扣减运算，将工程人员从复杂繁琐的工程数据中解放出来，提高运算效率，并且可以很大程度的保证运算的精确率。在建设设计进行调整时，只需对数据库中相应的数据进行调整，其构建模型也会相应的发生变化[4]，既提高了工程设计的效率又可以确保建筑设计各方面数据得到及时有效的更新，实现建筑设计的数字化。

3)钢结构建模。

目前大多数的建筑物内部采用钢结构，同时钢结构内部连接点是保证建筑质量的重要因素，因此在设计时，内部的结构连接既是重点也是一直困扰设计人员的难点。BIM技术具有数据共享的特点，可以使内部结构所使用到的螺栓间距和数量得到好的控制，设计人员只需利用BIM对参数进行调节，就可以将内部结构的设计展示出来，解决了内部结构设计信息传达不完全的困难。

BIM技术应用于建筑工程管理是目前的一大趋势，针对于BIM技术特有的优势与目前工程造价所需要的项目参数来分析。

4 建筑设计中BIM应用的具体实例

1)项目样板方面。

结合BIM技术完善项目样板，首先将项目样板中的线型、比例、符号与字号确定好，避免将数据信息输入BIM技术软件后重复修改，浪费时间与工作效率。

2)结合实际情况选材。

根据建筑施工地的地质、用户要求等选择好适合的建筑用材。在实际的施工建设中，工程建设会根据实际情况进行必要的调整，利用BIM技术构建三维模型后，在工程计划调整时，只需在模型中做出相应的调整，就可以将工程的变化通过软件分析直观的显示出来，十分便捷，并且具有很高的准确性。

3)其内部构件浇筑。

建筑的基本结构如柱子、梁等，是建筑的基本，决定着建筑的质量安全，通过BIM技术结合其各自的功能充分分析其数据，设计好结构构件，确保其能充分发挥出经济效应并且能最大程度的保证各个部件之间不相互影响[5]。

4)钢筋混凝土结构。

建筑的基本框架是钢筋混凝土，传统意义上，钢筋混凝土的结构表现方式是平面化的，不利于对其进行检测与考量。BIM技术将平面化的表现方法立体化，全方位、多角度的展示钢筋混凝土结构，突出其设计核心，提取有效数据信息，从根本上提高工程质量。

北京“鸟巢”、武汉中心、天津117大厦的建筑设计运用了BIM技术，不仅实现了建筑造型上的突破，更是实现了建筑的多功能设计，将复杂的设计通过3D/5D建模呈现出初步的设计理念，之后根据工程进展中遇到的问题进行调整，最终完成具有价值的建筑设计。

5 BIM技术在建筑设计应用中的问题

BIM系统是利用软件进行数据分析的，对于被输入的数据信息与设计人员下达的指令来进行数据的分析与筛选构建模型，因此其本身并没有侦查错误的功能，因此设计人员要保证模型设计的合理性，并对BIM自动生成的模型与设计图纸进行认真的核查。

一般来说，在设计时要确保模型的无缝衔接，BIM系统对于简单的、符合标准要求的构件可以很好的构建模型，实现多种模型之间的连接，但是对于复杂程度高、不符合标准要求的构件，BIM系统在进行构建模型时会丢失大量的数据，在构建模型时会出现差错，导致模型之间无法实现无缝对接，对工程质量会有一定的影响。

6 结语

建筑行业成功引入BIM技术是十分具有价值意义的，不仅符合当前号召科技创新的基本国情，而且对于建筑设计来讲如虎添翼，有效的解决我国建筑设计存在的难点，又为新时代的建筑设计开创了新模式，降低了建筑设计的成本，节约了工程的前期投入，可以将更多的资金投入到工程建设中，更加确保建筑工程的质量安全。另外，BIM技术的引进也对建筑设计从业人员有了更加严格的要求，培养建筑设计人员以全局的眼光看待建筑设计，掌握更多的高新技术，紧跟现代科技发展的步伐，将新技术与建筑设计结合起来，实现建筑设计的科学化、数字化、新型化，满足不同用户的需求。我国建筑行业中BIM技术的引用正处于起步阶段，离不开各方面的支持与认可。在充分认识到BIM技术对于建筑设计行业的重要性之后，我国的建筑设计发展会迈向一个新的台阶。

[1] 张 超.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰，2016(27):95-96.

[2] 彭宝莹,杨志杰,李 娜.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥,2015(5):197.

[3] 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.

[4] 吴 靖.BIM技术在建筑结构设计中的合理应用[J].江西建材,2015(22):13.

[5] 李 轼,王科亮,刘 媛.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材,2015,14(3):34.

OnapplicationofBIMtechniqueinarchitecturalstructuraldesign

ZhiHui

(ShanxiArchitecturalEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

The paper illustrates the architectural design and status in China, introduces the concept for the BIM technique, analyzes its application of the design field of the architectural structure by combining with its features, and points out the application of BIM technique ensures the architectural design to be reliable and safe.

architectural structure, structural design, BIM technique

TU318

：A

1009-6825(2017)24-0041-02

2017-06-12

智 慧(1983- )，男，工程师