建筑结构设计中BIM技术的应用

王文娟 夏明月

（信阳职业技术学院，河南 信阳 464000）

0 引言

在建筑结构设计工作中使用BIM技术可全面控制建筑工程数据信息，并利用BIM技术建立三维立体模型，使用BIM技术管理建筑工程所有信息。通过BIM技术可模拟建筑工程施工过程，这有利于控制整个建筑工程施工进度、施工质量。使用BIM技术建立的三维立体模型，可形象的将建筑物的整体空间展现给设计人员，如此可使设计人员了解各零部件是否存在冲突。由此可见，BIM技术应用在建筑结构设计工作中可推动建筑行业稳定发展。

1 传统建筑结构设计的缺点

1.1 设计及分析欠缺策略性

建筑信息模型传播过程中，建筑信息模型相关软件被提及的几率较高，由此可见在建筑结构设计中使用相关软件可有效提升设计质量。在建筑结构设计工作中，使用建筑信息模型软件是提升设计质量、保证建筑物稳定性的一个重要措施。软件开发商的努力对推动建筑信息模型发展具有重要作用。传统建筑结构设计软件虽然有一定分析、设计能力，但是与BIM技术相比其功能性较弱，且功能不够完善，这也使得传统设计软件不再符合建筑行业发展需求。

1.2 设计步骤方面存在问题

传统建筑工程设计过程中存在一个影响设计质量的重要问题即设计协同问题，此问题将与设计流程互相影响，从而对建筑结构设计工作形成不良影响。在传统设计观念中，各专业的工作重点均不相同，而各专业设计图纸均以本专业为设计内容，若各专业并未进行良好沟通，其设计将存在碰撞问题，进而对施工进度、施工质量形成不良影响。尤其是在某一专业设计出现变化时，若未及时进行沟通，则将影响建筑工程施工进度，严重的甚至会影响建筑工程施工质量。

2 BIM技术在模型建设中的运用

2.1 依据IFC标准建立BIM模型

BIM技术应用当中，将涉及计算软件、作图软件、造价分析软件等多种软件，而为解决软件问题，需选用 IFC标准格式。设计人员需依据此格式定义、处理建筑物中最小结构的几何尺寸、材料、组织形式等，并且建立BIM材料库，以保证相关软件可正常运作，比如：砖墙结构。设计人员可依据 IFC标准模型确定砖墙结构所需施工材料尺寸、物理性能等信息，并确定施工中需选用哪一规格的砖，之后利用关联材料将砖块与墙体材料结合在一起，明确工程方案。

2.2 建设BIM结构模型

在使用BIM技术建立建筑模型时，需通过网络将所涉及的所有材料信息、建筑结构尺寸等信息传输到系统当中，并通过系统构建建筑结构模型，比如：设计人员在进行建筑墙体结构构件设计工作时，需明确建筑实体，利用BIM技术建立模型，直观的展现建筑构件间的关系、楼层之间的关系等。

2.3 建立关联性结构模型

设计人员在设计建筑结构时，需详细分析各不同构件间的联系，并使用 BIM技术构件建筑模型，直观观测各构件间的关系。研究发现，建筑结构构件存在对称性关联与非对称性关联两种关联情况。非对称性关联指的是建筑结构中具有主要、次要联系的结构，此类建筑结构建筑实体出现改变时并不会改变建筑主实体。如：墙体上设置有洞口，若设计人员删除墙体，洞口也会被删除，若删除洞口并不会删除墙体。

3 BIM技术在建筑结构设计中的应用

3.1 可视化模型的构建

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性等特征，依据BIM技术、建筑结构信息可建设三维立体模型，可使人们直观了解建筑物结构及细部构件。传统建筑结构设计当中，设计人员大多选用AutodeskCAD软件绘制设计图纸，使用CAD软件可向用户充分展现建筑结构相关的数据信息，使用BIM技术则可向用户展现三维立体模型，通过观测三维立体模型可直观观测建筑结构设计情况（即便是非专业人员也可通过立体模型了解建筑信息）。现阶段，我国部分建筑结构设计人员选用BIM技术向用户展现建筑结构布局情况，如此可使用户充分了解建筑结构相关数据信息。设计人员通过分析建筑结构相关数据信息，可保证建筑结构设计质量，提升建筑施工方案质量。另外，相关工作者可在观测、分析BIM模型后，了解建筑结构设计图中存在的问题，并采取有针对性措施解决这些问题，以提高建筑施工质量。

3.2 建筑空间规划应用

空间规矩属于建筑结构设计的重要环节，在确定建筑施工地点后，设计人员需详细分析施工现场空间、地形情况。若通过分析发现施工现场地形情况较为负责，设计人员需详细研究施工现场地形结构。设计人员可使用BIM技术研究建筑物基地坡向、斜率等空间要素，设计人员需详细研究是否可在地形较为负责的地区建设建筑物，并进行初步设计。设计人员使用 GIS建模分析建筑坡度情况，并拟定多个参数，之后的建筑结构设计工作则需要分析不同层面、不同角度的数据信息，这些信息将为建筑结构设计工作奠定基础。设计人员需在掌握地形勘探报告后，科学规划建筑物空间。设计人员在规划建筑物空间时，可利用BIM技术的可视化特征。与此同时，设计人员可使用BIM技术进行道路、室内视野分析等。在此之前，设计人员需建设三维立体模型，并详细分析多个因素、使用BIM技术对模型进行调整，以保证建筑物空间规划质量。

3.3 建筑结构性能分析

为保证建筑结构设计质量，并不能简单将各建筑构建罗列在一起，设计人员需将建筑物各构建有机融合起来，从而形成一个稳定性、安全性、实用性较高的建筑物。设计人员需详细分析建筑结构性能，以保证建筑结构稳定性。设计人员需使用BIM技术进行建筑结构设计工作，将建筑信息模型数据信息传输到BIM软件当中，并迅速、精确处理相关数据信息，以提高建筑结构设计质量。

3.4 钢结构建模应用

近年来，建筑工程规模、空间在逐渐增大，钢结构在建筑工程中的应用也在逐渐增多。由于钢结构链接、强化件数量比较大，且分布较广，设计工作难度也随之提升。使用BIM技术，设计人员可在计算钢结构梁高后设计相关连接件。设计人员可通过BIM技术参数共享功能控制钢结构连接件的间距及数量，如此设计人员在钢结构中新增连接件时，并不需要进行重复设计，只需调整相关参数即可。将BIM技术应用在建筑结构设计中，可减少技术人员工作量及工作压力。

4 结语

总之，BIM技术在建筑结构设计中的应用可提升建筑结构设计质量，保证建筑工程施工进度及施工质量。设计人员使用BIM技术建设三维模型，可直观观察建筑物详细结构，这对提高建筑结构设计质量、保证建筑物稳定性十分重要。因而，相关工作人员需加强对BIM技术的学习，掌握BIM技术正确使用方式，并积极将其应用到建筑结构设计工作中，提升建筑结构设计质量，推动我国建筑行业持续发展。