BIM技术在建筑结构设计中的应用探究

王冠亚

【摘要】本文探索BIM技术在建筑结构设计领域中的具体应用，总结和分析其在应用过程中所遇到的问题，并提出相对应的对策，以提高BIM技术在建筑结构设计中的质量。

【关键词】建筑结构;设计方案;施工效率;BIM技术

BIM技术全称是建筑信息模型构建，其作用是将实际施工过程以及可能在施工过程中出现的问题进行数字化模型的构建，以完整、清晰的方式将工程建筑的各个阶段以数字的形式模拟出来，方便工程人员核验设施方案，以及检验在工程建筑各个阶段可能出现的问题，并针对展示出的问题提出相对应的解决方案，以保证工程施工的整体质量，是近年来在建筑结构设计中最常用的技术之一。

1.BIM技术的特点及优势

1.1BIM技术的三个特点

（1）BIM技术完整地记录了结构模型的所有信息。BIM技術贯穿建筑结构施工的所有过程，从最初的建筑用材选择到施工地点确认，以及建筑结构的设计，再到使用的器材、设备，工程的性能、风险评估、结构力学性能、工程的质量要求等BIM都会参与，并将模型信息的所有内容完整备份下来，有利于整体建筑工程结构的设计[1]。

（2）BIM技术将整体的建筑结构设计工程的各个环节有机地联合在一起。BIM技术涉及建筑CAD技术、CAM技术，全程参与建筑结构施工的各个过程，BIM在建筑结构设计中的各个环节的信息是相互关联的，并且通过BIM技术内部的计算，结合计算机网络科技，可以将所有的信息融合汇总，得到最佳的建筑结构设计方案。

（3）BIM技术所有的模型信息具备高度的一致性。运用BIM技术的建筑结构设计，其所有的数据信息均记录在电脑系统，所有的信息在精准核对后只记录一次，同样的信息不会出现数据重复的现象，降低了建筑结构设计人员对于数据的整理难度，并且BIM系统还会根据当前的数据信息对模型进行改良和修缮，以达到最佳的设计效果[2]。

1.2BIM技术的优势

（1）BIM技术具备极强的可视性。运用BIM技术的建筑结构设计，打破了传统的建筑结构设计的二维图纸形式，将所有的结构信息通过计算机汇总以三维立体的形式展现在人们的面前，通过3D的形式将建筑结构设计方案体现在设计者的眼前，极大地提高了建筑结构的设计质量，同时也完整清晰地模拟了工程建筑的全过程，有利于工程设计人员对相关设计方案进行针对性的修改，保障了建筑结构的整体安全。

（2）BIM技术具备极强的协调性。BIM技术将会全程参与到建筑结构的设计的各个环节中，并将相关数据进行整理汇总并最终形成信息模型，在此过程中，BIM技术会将各个部门联系起来，使其成为一个高效运转的整体，打破了传统建筑结构设计中部门各自为战的情况。BIM技术具备极强的协调性，能大大提高建筑结构设计人员的工作效率。

2.BIM技术在建筑结构设计中的具体应用

2.1BIM技术

在数字信息化、工程设计、施工及管理领域的具体作用：

（1）BIM技术突破了建筑结构设计领域数字信息化的历史难题。在传统的建筑结构设计中，在数据采集上、图纸设计以及后期的数据收集整理上均大量依靠人工手段，效率低下且精准度有所欠缺，无法准确预知在具体施工过程中可能出现的问题，并且对于整体工程的成本控制以及相关资源的消耗无法进行准确预测，常常导致建筑工程存在结构缺陷、建筑用材过度浪费的现象产生，而BIM技术的应用彻底打破了建筑结构设计的历史格局，在网络信息技术时代，充分使用建筑CAD技术、CAM等先进的3D建模技术，将设计工程的图纸从二维逐渐转化为三维图形，将数字信息可视化，大大降低工程施工人员的设计难度，同时也将结构设计过程更加清晰化、完整化，再通过单一的工程数据源系统，将建筑结构设计工程所有的方面结合在一起，将建筑结构设计的前期成本控制、工程质量、性能、结构安全性、以及工程整体的完成程度等进行集中的数据采集与整理，将建筑结构设计工程的结合成一个有机的整体，大大提高了建筑结构设计的质量，提高了结构设计的效率，有效降低了因为人为失误而造成的资源浪费[3]。

（2）BIM提高了建筑工程结构设计的质量。在传统的建筑结构方案设置中，所有的设计都是依据图纸数据来进行相应的设计，对于工程内部可能存在的缺陷，以及在建筑施工的各个过程中的能耗分析并不到位，同时也无法精准计算建筑结构的碰撞承载力极限值，也无法对整个工程的建筑成本做出精准测量，而在使用BIM技术后，能实现所有的专业设计之间数据共享，让不同领域的科学融入一个整体的设计思路之中，有效地规避了因为信息数据不统一而造成的管道线路杂乱或者是空间布局不合理的现象出现，同时通过计算机模拟技术，可以对在建筑结构设计中出现的缺陷进行相应的改良和修复，以保障工程的整体进度[4]。

（3）BIM技术实现了高效科学的施工管理流程。建筑结构设计在加入BIM技术后，实现了施工进度与计算机模拟建模分析同步进行，可以即时掌握建筑结构在施工工程的各个阶段中，每一个阶段其工程的最大承载力，以及可能出现的问题，并根据计算机模拟技术进行预演、计算最终使建筑结构设计方案得到完美的改进，同时BIM实现了计算机模拟技术、工程施工管理、三维立体模型分析与场地布置共同管理，将人力、物力等资源实现最优的分配，节约了大量的建设成本，同时也提高了工程施工的管理质量，建立了数据共享、统一标准的管理机制，有利于工程后期的施工进展，极大地简化了建筑结构设计人员的设计压力，有效地提高了工程技术人员的工作效率。

2.2BIM技术在建筑结构设计图纸设计的具体应用

（1）BIM技术提高了建筑结构设计图纸的质量。通过使用BIM技术，结合计算机网络科技，可以将过往的二维图纸设计实现可视化，以三维图形的形式呈现在建筑结构设计者的眼前，让建筑机构设计的各个阶段清晰、完整地以数字信息的形式展现出来，为建筑结构设计人员提供大量的有效数据，可以将建筑施工的各个施工点的承载力科学地分析出来，以便于建筑结构设计人员进行实时修改，同时将二维图纸改良成三维建模的形式，可以让建筑结构设计方案更加直观，提高了建筑结构设计人员设计的精准性，同时也为工程结构的整体质量保驾护航[5]。

（2）BIM技术实现了设计方案的虚拟施工。在传统的建筑结构设计方案中，工程施工可能出现的问题只能在实际施工过程中才可以发现，一旦出现重大的结构问题，将会影响整体的施工进度以及施工质量，造成资源的大量浪费，而使用BIM技术的建筑结构施工实际，可以实现虚拟施工，顾名思义，就是在实际施工前，通过计算机建模技术，将设计方案在计算机中进行百分百同步虚拟建设，在建设的过程中完全参照设计方案的数据，将会第一时间发现施工过程中出现的结构问题，并及时进行方案的调整与改进，极大地降低了工程施工的建设风险，同时也保障了建筑结构施工的整体质量，有利于我国建筑行业的长远发展。

3.BIM技术在建筑结构设计中遇到的问题以及改良方案

3.1BIM技术在建筑结构设计中遇到的问题

缺乏专业的施工技术人员。BIM技术是一项应用领域相当广泛的一门技术，涉及建筑CAD、计算机三维建模技术、大数据技术等多门学科，需要一套完整的人才体系才可以将BIM技术的作用发挥到极致，但部分地区缺乏对BIM技术的重视，相关领域专业技术人员匮乏，部分地区企业在使用BIM技术进行建筑结构设计时，没有做好前期的勘探工作，没有充分考虑在施工过程的各个阶段所应面对的问题，草草地将BIM技术使用在建筑结构设计中，导致计算机模拟技术失准，会造成建筑施工存在安全隐患，严重威胁建筑结构施工人员的生命健康安全，同时也破坏了建筑建构施工整体的稳定性[6]。

3.2提高BIM技术在建筑结构设计质量的改良方案

当前，应加大人才培养力度，促进高校成果转化，大力培养BIM技术的相关领域人才，提高BIM技术人员的专业性，建立健全BIM技术人员的培养体系，重视BIM技术在建筑结构设计中的地位，让BIM技术的优势发挥到最大限度。从多面出发设计完整的BIM建筑結构设计方案。在建筑设计中使用BIM技术的时候，应从多角度出发，充分了解相关建筑结构工程的所有设计流程，设计出完整的、符合实际的设计方案，重视前期的数据采集和实地勘探分析，让BIM技术与建筑施工的各个阶段完美衔接，以提高BIM技术在建筑结构设计中的质量。

4.结语

BIM技术在建筑结构设计中有得天独厚的设计优势，将建筑工程的各个阶段有机地融合在一起，结合最新的计算机网络技术，将建筑结构设计方案立体化、直观化，因此大力发展BIM技术，将会直接改善我国建筑结构工程的设计质量，对我国的经济发展产生深远的影响。

参考文献

[1]李广龙.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析[J].工程建设与设计，2020（15）：139-141.

[2]程亦飞.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].城市建设理论研究（电子版），2020（15）：45.

[3]胡瑛，施继余. BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究，2020，5（05）：213-214.

[4]常春霞.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究，2020，5（03）：215-216.

[5]高涵，关群.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究，2020，5（02）：195-196.

[6]张晖.BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究[J].门窗，2019（16）：123+126.

（作者单位：江西省建筑设计研究总院）

【中图分类号】TU201.4

【文献标识码】B

【文章编号】1671-3362（2020）10-0064-02