BIM技术在建筑结构设计中的应用研究

文/ 顾习峰、马传静、赵琳 青岛腾远设计事务所有限公司 山东青岛 266101

BIM 是近年来在建筑设计行业中新兴的一种工程数字化设计工具，它能通过整体虚拟建筑信息模型实现全方位、全方面的土建设计及相关检测、管网控制等工作，在当前在建筑设计方面发挥了巨大功能。采用BIM 技术可以帮助设计师进行协同设计、建造全过程一体化和对建筑工程的智能化维护，也打破了传统的不同工种之间的隔阂，提高整个建筑工程的施工效率，是我国未来建筑设计的重要支撑。

1、BIM 技术的特点

BIM在整个建筑领域，彰显数字化的特征，让建筑领域与信息技术紧密结合。BIM工程是一项系统工程，不是一个单位，或者一个专业，一个人能够独立完成，是需要参与建设的所有单位进行共同参与，共同协作。BIM技术共有五大特点：

可视化：可视化也就是“所见即所得”的形式，可视化可以在建筑施工之前就完成了模型的构造，减少了参与人员自行想象的过程，现在建筑业的建筑形态变化多端，新型复杂的造型也在不断推出，如果光靠人脑来进行思考可能会出现偏差。所以BIM提供了可视化的思路，增强整个项目的协同性，能让整个项目的设计、建造、运营过程中都能够可视化的状态下进行。

协调性：采用BIM技术可以使得原本互相独立的各专业设计相互关联，相互协同。在施工过程中所有的环节都存在着协调及相配合的工作，如果出现沟通不畅或者协同难度大，同时能生成科学的协调数据，帮助整个建筑环节顺利进行。

模拟性：BIM可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物，采用虚拟数字技术在虚拟场景中进行操作，能够进行需要模拟的一些东西上进行模拟实验，从而来确定合理的施工方案，还能实现成本控制。

优化性：优化的过程受到三种东西的约束，就是信息、复杂程度和时间。如果没有准确的数据无法得出合理的优化结果并且现代建筑物的结构复杂，参与人员本身的处理能力有限，BIM及与其配套的各种优化工具能为复杂的项目提供合理的优化。

可出图性：BIM可以为可以业主出具科学的图纸，设计出来的图纸能可帮助设计单位的准确性提高，并在原有的基础上进行创新，让整个建筑流程达到最优化。

2、BIM 技术在建筑设计中应用重要性

在建筑工程设计中，通过建立科学的数据模型，实现了建筑设计由二维CAD 转向BIM的过程，目前BIM技术在建筑设计中应用已经在很多发达国家普及，当前我国合理的政策和良好的房地产发展环境为BIM在建设计中的广泛使用提供了可能性。例如：在一项建筑工程的设计中，由于建筑结构比较复杂，建筑难度比较大，同时验收方对建筑工程的质量和时间要求都比较严格，对工程设计提出了较高的要求，这时使用BIM技术能提高整体项目的设计效率，并根据不同的要求灵活的更改设计方式，根据项目的实际情况进行最合适的方案制定，严格控制了设计的质量，提高了整体设计的效率。此外还能对工程的具体情况进行仿真设计和模拟施工，把整个施工过程情况都模拟出来，让整个工程在设计好的情景下进行施工，极大的提高了工程设计的合理性和效率，而且创新了设计方案，使整个设计更多变适应了未来建筑设计发展的趋势。

3、BIM技术在建筑设计中的具体应用

3.1 设计及构造建筑复杂型体

BIM 技术的出现，对于复杂形体的建筑设计及建造应用存在着极为重要的作用。通过将BIM技术得到的各种数据进行整合，将建筑中的层高信息、楼层数量、外墙高度等信息都结合进去进行多维曲线设计，得到系统科学的立体成果。同时BIM技术也能让建筑设计师进行更大胆，创新的设计，发挥自己的创造力，展示自己的思维能力，将自己脑中的想法在上面立体的展示出来，这样能全方位的观察到自己的设计，也能从中看见一些细节的不足，进一步优化自己的设计效果，达到自己建筑设计的新境界，锻炼自己更高超的设计能力。也能满足人民生活所日益增长的对建筑复杂的需求，推动了我国建筑的飞速发展。

3.2 各专业协同设计的应用

我们都知道，在当前建筑工程设计过程中，所涉及到的内容和具体模块越来越多，并且整个工程内部的人员架构也越来越复杂，设计人员的工作任务不仅局限于相应的建筑结构进行设计。这些复杂的模块设计需要的设计如果通过二维CAD来运作是不能设计的全面，在设计之前，设计人员应该对整个建筑工程的情况有一定的了解，这样才能将整个的设计进行有效融合，促使其能为整个建筑工程项目的协同合作做出有力的支撑，同时对各个施工人员的安全也提供了良好的保障，例如：电路和水路的设计应该重点注意，如果二者分开工作极容易发生漏水漏电现象进而引发危险事故，通过BIM设计的整体规划，施工人员按照具体的三维图纸能更有效安全的进行施工，保障各个不同类型的管线能够进行有效安置，各个管线区域也能够进行协调合作，避免出现交叉问题和危险隐患。

3.3 在绿色建筑中的应用

由于目前我国生态环境被严重破坏，使用非环保的材料，建筑垃圾等也给环境保护带来严峻的威胁，这就给建筑行业带来了不小的挑战，影响了建筑行业的蓬勃发展，因为要注重低碳，BIM技术在建筑工程里的使用，恰好能够满足行业绿色发展的需要，给建筑行业的发展增添了动力。例如在施工过程中通过BIM技术，可以将建筑物的采光情况，通风流量，天气影响的日照等数据进行综合设计。如果因各方面原因不能使用环保材料，也可以通过BIM技术从中协调改善，将非环保材料的使用数量降到最少，并提出更加可靠的运行方案，节约了能源促进了环保。

结语：

随着我国经济的不断发展，我国城市建设不断进步，将BIM 应用于建筑设计之中，是提高建筑设计质量与效率的重要法宝，它可以让建筑行业进行合理的资源配置，也为建筑业提供可观的经济效益及社会效益。