BIM 技术在建筑结构设计中的应用浅析

郑 玮

（山西亨瑞建筑设计研究院(有限公司)， 山西 太原 030000）

目前，BIM 技术在建筑行业中得到了广泛应用，建筑单位可利用该技术完成数据共享平台的建立，实现各部门信息资源的共享。在建筑结构设计中，设计人员通过该技术实现了可视化模型的构建，进而不断优化建筑设计质量，并最终提高了建筑工程建设质量。

1 BIM 技术概述

BIM 技术即建筑信息模型，是通过计算机及数字技术的应用，构建三维立体模型，从而实现工程设计、施工、运营及维护多项工作的管控，其可帮助设计人员及时解决工程建设中存在的问题，提高工程质量。将其应用到建筑结构设计中来能够有效提升设计水平，为工程建设的有序开展提供依据。

2 BIM 技术的特点和优势

2.1 可视化

传统建筑结构设计是由人工操作以二维平面图形的形式展现出来的，需要较多设计人员的配合方能实现，且由于是人为操作，在设计中很容易出现误差，影响设计效果。而使用BIM 后，则将传统的二维平面图形转化成三维立体图形，并直观的展现在设计人员眼前，这不仅节省了人力，也减少了误差。

2.2 方案优化

传统建筑结构设计中，在图纸局部修改时，需要结合较多的效果图完成改正，且其中设计的参数数据也要重新计算，这不仅增加了设计人员的工作量，也产生了较大的设计成本，耽误了工程进度。但利用BIM 后，则可将工程建设的数据信息直接输入到软件中，通过软件处理完成建模工作，一个环节的修改会直接牵动其他环节的自动化变更，大大节省了修改时间，提高了设计效率。

2.3 互助协调性

在工程项目建设管理中，需要各部门之间的强力配合，以加强各环节施工的连续性。当工程施工中遇到问题时，设计人员要及时对问题产生原因进行了解和掌握，并联系相关部门针对该问题制定合理解决措施，降低施工中的安全隐患。BIM 技术的应用不仅在设计阶段对可能出现的问题实行预测，制定合理的预控措施，还能对工程各阶段施工予以监管，保证工程建设的安全性。

2.4 数据模拟性能

BIM 不仅可对建筑结构参数进行模拟，还能够模拟真实场景。如在设计阶段，该技术可对节能、光照、热能传到等智能模式予以模拟；在招投标环节，可模拟施工组织，优化施工方案；对建筑环境实行模拟，并根据相关参数的变化来完善建筑结构设计，展现建筑真实场景特征，从而降低设计难度，节约设计时间。

3 BIM 技术的应用

3.1 场地与结构设计的应用

在建筑结构设计中，为了加强设计方案的合理性，需要在设计前对现场情况实行勘查，了解现场的水文、地质及周边结构特征，降低不良因素影响。在该环节，通过BIM 的应用，能够结合地理信息系统对现场进行真实模拟，并通过相关数据参数的录入，构建真实的建筑结构模型，了解区域地质环境特征，从而加强设计方案的合理性。

3.2 结构模型的建立

建筑结构模型建立中涉及的内容较多，如梁体、柱体、楼梯等，设计者需利用BIM 技术结合现有的数据信息，完成上述结构的构建工作，以加强结构设置及布局的合理性。例如在墙体结构模型构建中，一方面要准确掌握实体建筑结构的具体情况，另一方面需加强信息数据的收集，并按照实体建筑需求，完成模型设计，同时还要保证模型参数与实体参数的一致性。

3.3 部分结构模型的构建

部分结构模型的构建需要对材料、尺寸及成本等信息予以掌握。只有详细了解结构属性，才能加强模型构建的合理性。而BIM 技术的应用正好可以满足部分结构模型的需求。这里仍以墙体模型构建为例。墙体模型分为结构层、隔热层、墙面砖及外墙面砖，涉及的材料相对较多。为此，在应用BIM 开展模型构建时，需要做到以下几点要求：先按照结构要求合理选择材料，确保其各项性能；然后准确定位几何实体、分层实体和使用实体；最后，利用材料加强墙体与墙体材料之间的关联性。

3.4 关联性结构模型的构建

关联性结构模型的构建分为两种情况，一是非对称关联模型的建立，其是指在关联性的两个模型构建中，存在主从关系，当主体模型改变时，依从模型也会发生改变，而依从模型改变时，主体模型不会受到任何影响。例如，在墙体及洞口设计上，当墙体出现改变时，洞口也会发生一定变化，而当洞口改变时，墙体则不会发生任何变化。

二是对称性关联模型的建立。这里面涉及的两个模型之间存在关联性，一个发生改变，另一个也会改变。例如，梁和柱结构，只有两者有效衔接才能增强建筑结构的支撑效果，所以当其中一个参数发生调整时，另一个参数也会跟着改变。

3.5 建筑结构性能分析

在建筑结构设计中，除了要确保结构框架设计的合理性外，还需注重结构美观性及抗震性能的设计。在原有建筑结构设计中，人工操作较多，很容易受到主观因素的影响而导致设计内容出现偏差，影响建筑结构性能。而利用BIM 后，则可对建筑性能实行自动化分析，并对设计中存在的不足之处予以校正，进而提升建筑的实用价值。

4 结语

总之，BIM 在建筑结构设计中的应用，不仅提高了设计效率和质量，节省了设计时间，同时也解决了传统结构设计中存在的各类问题，改进了建筑的整体质量。