建筑结构设计中BIM 技术的应用实践分析

李宜峰

深圳市华阳国际工程设计股份有限公司赣州分公司 江西赣州 341000

现阶段，BIM 技术随着我国建筑行业的快速发展而得到了迅速推广和应用。BIM 技术给建筑结构设计行业所带来的理念是全新的，意义是重大的，作用是积极的。随着BIM 技术的不断推广与应用，传统的二维平面建筑结构设计模式已经不能满足工程项目建设的需求，以BIM 技术为全新设计理念的三维设计模式，以更加详尽的信息库建设水平、建筑相关信息的详细描述进入了工程项目建设之中。

1 建筑结构中BIM 技术的优势

1.1 实现建筑结构的可视化

在以往的建筑结构设计中，设计师一般会借助CAD 软件来完成，但CAD 软件只能建立二维形式的建筑模型，属于平面模型，不具有立体模型的优势。通过对BIM 技术的应用，能够构建出建筑结构三维模型，实现整个建筑结构的可视化，并其能够动态地展示建筑模型。设计师可根据数据的变化情况，实时调整建筑结构的设计方案，在现有方案基础上，对建筑结构进行优化，从而提高设计质量。

1.2 提高建筑结构设计的协调性

在建筑结构设计中应用BIM 技术，可提高设计工作的协调性。设计工作并不是单靠设计师就能完成的，还需要其他部门人员的参与。因此，各部门之间的协调工作就显得十分重要，否则就会影响到设计质量，BIM 技术很好的解决了这一问题。比如，各部门可将部门与工程有关的信息录入到BIM 软件中，通过软件的共享功能，设计师通过信息，动态地展示建筑结构模型，能帮助其在此基础上适当地增加一些配置。与此同时，参与建筑结构设计的人员，可通过移动终端，对相关数据进行调整，使其更加符合设计需要，从而确保整个设计工作能够顺利进行[1]。

1.3 实现对建筑模型的碰撞检查

传统的二维图纸无法反映出建筑结构中个体与个体之间的碰撞，导致有的设计人员在对建筑结构进行设计时，会直接忽略碰撞问题。BIM 技术能够呈现建筑结构的三维图像，以便设计人员进行碰撞检查，使建筑结构中存在的硬碰撞和软碰撞都得到很好的消除。如此，设计图纸的质量会提高，建筑施工过程中的返工率就会明显降低，有利于减少建筑工程的建设成本。

1.4 实现信息集成

BIM 技术的信息集成化的表现集中在设计信息以及设计工序之中，建筑信息模型是建筑工程领域中的一项重要的信息模型，很多的专业设计信息都是通过这个模型来进行信息收集的，BIM技术的信息集成化特点在收集信息中所起到的作用是十分巨大的。由计算机三维模型创设的建筑信息模型数据库涉及到空间信息、施工材料、建筑结构的几何尺寸等信息。在实际开展建筑工程项目建设工作的过程中，设计工作人员可以借助数据库更加高效的确定自己需要的信息，从而为后续建筑工程设计工作提供必要的支持[2]。

2 建筑结构设计中BIM 技术的应用要点

2.1 对建筑空间进行规划

建筑空间规划在结构设计过程中需要及时关注，这也是建筑结构设计的初始环节。在建设区域确定后，设计人员要对该区域进行空间规划，若该区域的地形状况较为复杂，需要开展较为深入的空间规划分析。借助BIM 技术对建设区域进行空间规划，分析建筑区域的坡向、坡高、斜率等参数，针对复杂地形建筑空间，提供有效的设计技术支持，进而开阔设计人员思路。通过GIS 技术进行坡度分析，建立相关BIM 模型，对各类参数进行模拟，设计人员通过模型对施工区域进行全方位、多角度的研究，获取大量基础性数据，为后续正式的建筑结构设计、空间规划工作提供详实资料。在建设区域地形分析工作完成后，设计人员即可开展空间规划工作。另外，通过BIM 技术还可以在建筑内部进行视野分析、可视度分析，类似于坡度分析，设计人员建立相应模型实现对各项功能的分析、调试，综合多种因素，最终确定三维空间规划实际情况。

2.2 分析建筑结构功用

在实际开展建筑工程结构设计工作的时候，设计工作人员不但要从各个环节入手来加以把控，并且需要从整体的角度对各项工作进行合理的安排，并制定出工作计划，严格遵照各项规定要求对建筑工程结构实施设计工作，提升建筑工程结构整体性能。就以往建筑工程结构设计工作实际情况来说，在针对建筑工程结构实施分析工作的过程中需要运用到大量的人力物力，并且最终的分析结果准确性较差，工程施工效率和质量不能得到切实的保障。将BIM 技术在实践中加以引用，能够有效的提升建筑工程结构整体设计效率，只需要将信息数据录入到BIM 模型之中就可以高效的完成设计工作[3]。

2.3 进行碰撞分析

碰撞主要有3 种类型。一种是硬碰撞，即碰撞的对象为两个实体，两者会在空间中重合；一种是软碰撞，即碰撞的对象仍然为两个实体，两者不会在空间中重合，但会因为空间和间距过小，达不到施工要求；还有一种为副本碰撞，即两个完全相同的构件，会在空间上完全重合，一般只会在计算钢、水泥量时才会出现这种情况，这样可以避免因对同一构件进行二次计算导致的成本增加。由于建筑图纸、结构图纸和MEP 图纸都具有很强的专业性，是分别由对应的专业部门完成的。在完成图纸设计后，在综合模型中放入各个专业模型，就能将碰撞位置确定出来。Revit软件具有碰撞检测功能，Navisworks 也具有此功能，后者能够将前者导出的．nwc 格式模型进行整合。

2.4 建筑结构模型信息的共享

设计工具是以BIM 技术为基础，在建筑结构改造过程中发挥作用的，这类软件可以高效地实现模型建立、模拟分析、合理演算以及设计图纸的快速生成等功能，对BIM 模型数据库信息的交互功能和储存功能有着巨大作用。除了该类建筑结构信息的高效整合，BIM 软件可以在短时间内实现同一项目不同施工模块之间的结合，中心服务器的功能就如一个庞大数据库，充分地将室内设计、建筑结构设计以及机电设计等多个单元模块进行有机结合，使设计人员可以直接通过网络连接就可以实现相关信息资料的调取，从而有效辅助设计工作的进行。其具体实现流程：

（1）以局域网络中心服务器为载体，建立中心文件资料库。

（2）设计人员以各自的BIM 核心建模软件为工具，同中心资料库实现连接，从而建立建筑信息模型。每一个不同专业模块都可以通过中心文件，将建筑结构设计中的信息与其他专业设计人员进行有效的信息共享[4]。

2.5 协调建筑物结构设计

为充分保障建筑工程项目建设质量，BIM 技术在应用过程中会对建筑结构信息进行处理和分析，将已经建立的BIM 模型信息通过软件交互截面及时准确传递给建筑结构设计人员。在这类信息传递过程中需要注意，不同的建筑结构对应不一样的BIM 技术模型，为保障信息传递过程的精确性和有效性，可以利用中间数据处理计算机软件进行辅助工作。此外，在协调建筑结构设计过程中，应当注意对BIM 模型数据库进行科学有效的管理，从而使每一名建筑结构设计人员都能够以最快的速度对信息进行有效的识别与接收。建筑结构设计人员之间信息的有效传递，有利于实现建筑结构功能同装饰工程、给排水工程以及室外工作之间的充分协调，从而有效提升施工作业效率。

2.6 在钢结构建筑中结构建模的运用

钢结构是当前建筑工程中广泛采取的结构形式之一，在应用BIM 技术对钢结构进行建模的过程中，建筑结构设计人员可以更容易地获取如加强件和连接方面的信息参数，尤其是对钢结构中常见的螺栓数量可以进行更好的掌控。同时，钢结构的连接存在多种形式，在进行具体设计方案确定时应充分考虑梁高等因素，从而使连接部分满足相关设计要求。BIM 技术的运用，让设计人员通过对相关参数的修正就可以进行连接部件的设计，极大地提升了工作效率。

3 结语

综上所述，BIM 技术在建筑工程项目建设中的广泛应用，不但在建设成本上有所降低，还有利于可持续发展理念的贯彻及提升施工效率。但现阶段BIM 的应用过程中仍然存在着一些的问题有待解决，相信通过BIM 技术运用经验的不断积累，类似的问题一定会越来越少，从而使BIM 技术在建筑结构设计中发挥出更好的作用，实现建筑结构设计的优化和施工质量的提高。