BIM技术在建筑结构设计中的运用分析

文/宁叙钧 广西建工集团第五建筑工程有限责任公司设计研究院 广西南宁 530000

随着科学技术的不断发展，新的技术不断出现，BIM技术就是其中一项非常重要的技术。目前，随着BIM（建筑信息模型）技术和概念的发展，BIM软件产品不断改进。BIM技术当前已被广泛应用于我国的建筑工程设计、施工和运营中。但是就目前来说，我国的BIM技术人员相对较少。该技术因其专业门槛较高，应该由相关单位进行专业培训，提升专业技能才能发挥出BIM的技术优势。由于国内BIM技术的开发和应用时间短，建筑公司在使用某些相关软件应用时通常存在缺陷。这样会影响到工程的开展进度，减少了其可靠性，在某些实质性问题产生误导。因此，需要针对这些问题，对BIM技术在建筑结构设计中地应用进行深入地分析。

1、BIM技术的含义及特点

BIM技术是一种建筑信息仿真模型技术，经过数字信息化技术将建筑设计放在电商上创建模型，包含了建筑设计全过程，运用三维立体效果展开设计方案设计。BIM技术特点主要集中于几点：第一，模拟性。BIM技术仅是对建筑设计模型模拟，使传统无法完成的项目成为可能。第二，可出图性。BIM技术能够绘制建筑设计图并创建建筑施工方案，利用可视化技术对建筑设计图与施工方案模拟与演示，为建筑施工与设计人员提供精准的方案，制定科学的设计施工方案。第三，协调性。单位经过与部门协调配合提高建筑工作质量与效果。第四，关联性。建筑设计模拟过程中，BIM技术可以将产生的数据信息储存到信息数据库内，数据之间具有密切联系，推动信息协调发展，为建筑设计提供了信息保证。

2、BIM技术在建筑结构设计中的主要功能

2.1 协同设计功能

协同设计功能是BIM技术的主要功能之一，对于建筑结构设计来说，使用BIM技术能够建立起建筑的数据模型以及能够为与建筑业相关的人员提供信息平台，让他们及时得到对自己有用的信息，比如建筑过程中如果遇到某些问题就可以通过这个平台所提供的信息解决自己遇到的问题。同时BIM技术还能够进行自动检测，使各构件之间能够有效的相互作用和组合。另外，BIM技术还可以将不同部门、不同专业的内容进行有目的地转换，进而达到协同设计。

2.2 信息集成功能

从上述内容我们知道BIM技术能够建立起实时数据共享平台，这主要得力于BIM技术具备对多种信息进行集成处理的功能，这项功能主要是通过将各种建筑信息进行综合处理来实现，进而构建出专项信息数据库。因此，在建筑设计的过程中，相关人员能够很快的找到相关的信息，如建筑的外观、建筑施工的材料以及尺寸等等都可以快速查到。另外，如果要进行修改，工作人员仅仅进行单修改就又可以生成新的数据信息模型，从而快速完善设计方案。

2.3 一体化和三维化功能

BIM技术从本质上讲具备三维化功能，这可以满足建筑设计的基本要求，通过这种技术不仅可以设计出建筑的三维立体模型，而且还能将具体的建筑结构在三维模型中进行明确展示，这为建筑程序设计人员提供了可以准确设计和合理规划的平台，让其可以更加方便地观察建筑工程，并且在观察的过程中能够及时的发现存在的问题或者说不足，进而采取相关的、有效的解决措施，最终提升整个建筑设计的质量。

3、BIM技术在建筑结构设计中的运用难点及要点

3.1 难点

（1）缺乏标准体系

目前国内没有建立成套的、系统化、行之有效的BIM标准，包括数据信息交换标准，BIM应用能力评估准则，BIM实施流程等。BIM技术对构件元素具有一定依赖性，国内软件公司基本没有BIM概念的软件，使得系统内部的参考构件模块量较少，设计院需要不断开发本土化建筑结构构件，加之现代建筑的创新独特性，在应用中需要创建大量的特殊结构，这对于设计院来说很难接受的。现有的二维设计虽然存在不足，但是人力成本较低，工程问题的解决成本较低，能够被行业及市场包容，使得BIM技术的应用范围相对较小。

（2）成本相对较高

BIM技术引用，需要大量资金支持，保障硬件设备的配置以及软件先进性，但是其收益未被良好的评估和认可；该技术需要不断对现有技术人才进行专业知识培训，BIM不单单是一个设计软件更是一种新的设计理念，设计师需付出很高的学习成本熟悉软件本身的功能，更要将设计观念进行全新的转变，这也是需要一个过程。

3.2 要点

3.2.1 建模及分析

建模是建筑结构设计主要内容，设计师根据基本信息，确立各项结构参数，构建虚拟的建筑结构样机，空间三维形态呈现精确的空间关系和数据，与其他3D 建模不同，BIM建模根据模型自动协调更改相应的信息。设计师根据IFC 标准，将建筑结构模型进行基本构件的划分比如梁、柱、板、墙、梯等；进而对构件实体进行包括几何、维度、材料、力学属性定义，例如墙体是否由外墙装饰面、隔热材料、内墙、结构层等几层构成；然后通过逻辑结构对模型体系进行对应关系的有效关联，最终实现对结构实体的定义。

建模之后结合实际情景，基于三维可视化进行各类分析：空间分析、结构分析、效果图分析，环境影响分析等。比如完成基础建模后对建筑进行光照分析，及时发现问题，调整结构间距参数，改善光照资源，比如建筑立面外窗与结构圈梁出现空间交错的情况，无法开启及使用，设计协调后及时处理；结构梁柱、连接件、孔洞预留等合理定位模拟，可靠的细节调整保证设计连续性。

3.2.2 自动出图

BIM技术自动生成和更新施工图纸，相比于传统的二维图纸具有明显的立体感和层次性，可视化帮助施工员更加深刻的理解图纸传递的结构信息及建造理念。小范围细节结构图纸在模型放大后，展现带有光特色的构件之间的层次位置图。

3.2.3 结构施工设计

施工阶段，BIM模型的虚拟建筑加上实际的施工等于操控现场施工。主要包括，BIM模型结合GPS 或者地理信息系统、移动通讯、RFID技术进行现场跟踪，包括进度模拟、组织模拟、物料跟踪等等强化对施工现场的管控，保证施工顺畅进行，对建筑结构质量的有效把控。

结语：

总而言之，BIM技术应用到建筑结构设计中需要立足于多方面、全过程。应用BIM技术防止企业出现技术性问题，确保建筑结构设计稳定、高效率，为建筑工程应用提供技术支持，未来发展前景广阔。在今后发展中还需加大对BIM技术的研究，进一步推广应用，提高BIM技术应用效果，提升建筑事业水平，企业实现经济最大化，推动建筑事业进步发展与社会经济效益进步。