浅析建筑结构设计中BIM技术的应用

陈波

上海交通大学设计研究总院安徽设计研究院 安徽 合肥 230000

1 BIM技术概述

BIM技术主要基于工程项目中的各种数据和信息来构建3D建筑模型。BIM是一种信息管理技术，可基于建筑工程信息来构建数据模型。它用于模拟可施工性分析，例如规划和设计，优化施工组织，施工进度监控。

BIM技术实际上就是通过收集各种施工信息，并基于此信息创建三维模型。在建设项目的建设中，BIM技术可以在整个过程中使用，并且为了充分发挥BIM技术的作用，必须将其应用于所有环节。只有这样，收集的信息才能足够全面，进而才能帮助建筑公司有效地设计整个项目。 该技术可在建筑产品的整个生产过程中使用，不仅缩短了建筑结构的设计和生产周期，而且降低了工程建设成本并使施工更合理。 BIM技术可以将建筑结构的二维设计转换为三维设计。通过数字模型，它可以监视整个建筑结构设计过程，减少建筑结构设计生产和运营成本，并促进建筑业的可持续发展[1]。

2 BIM技术在建筑设计中应用必要性

随着我国当前社会经济的不断发展和进步，对建设项目的设计和建造的要求越来越高。建设项目的设计将对后续建设项目的施工安全和建设投资产生重大影响。为了更好地管理整个施工项目的质量，有必要在设计过程中利用BIM技术支持来构建三维动态施工仿真系统。对比和分析设计图纸和模拟数据中的建筑数据，并结合误差以完成设计合理性、可行性和科学判断[2]。

3 BIM技术下的建筑工程结构设计的过程

考虑到建设项目的现状，建设项目的设计是最重要也是最关键的环节。在传统的建筑工程设计中，设计通常是图纸的二维模型显示，并且是CAD软件中相对简单的设计模型。但是，随着BIM技术的发展，在建筑工程结构设计中更加突出。

（1）实时共享BIM技术的数据和信息可以极大地促进建设项目的各个部门之间的信息交换，可以减少在建设项目的结构设计的早期阶段由于信息和数据问题而导致的错误。

（2）利用BIM技术优化建筑结构的设计工作。从事建筑工程结构设计的人员可以使用三维数据模型来检查结构设计并逐步优化设计[3]。

（3）使用BIM技术来提高设计质量。通过将BIM技术的使用融入建筑物的设计中，相应员工可以更好地解决工种交叉问题，错误和遗漏的项目，并提高建筑项目的设计质量。

4 BIM技术在建筑结构设计中的具体应用

（1）BIM技术在建筑结构和现场分析中的应用。BIM技术可以全面评估建设项目施工现场的地质条件和周围环境，以3D模型的形式显示，并将其与其他技术结合。模拟总体效果，确定建筑设计中是否存在潜在的安全风险，并确保施工现场安全性和可靠性。此外，BIM技术可以科学地分析建筑结构的性能，对结构进行整体模拟，并分析各种级别的模拟条件以获得特定的建筑结构条件。这样，员工可以更快地发现问题，及时处理问题，在建筑结构设计过程中对其进行优化，并更好地确保建筑项目的质量[4]。

（2）在钢结构建模中的应用。在建筑结构设计中，钢结构的设计非常复杂，需要大量专业知识。如今，许多大跨度建筑物受到其结构形式的限制，并且普遍采用钢框架。钢结构设计过程中的一个重要步骤是建模。这种建模存在一定的困难，主要体现在空间中各种钢部件的连接节点上，如梁柱，梁节点，主体与支撑的连接。建模应基于每个梁和柱组件的基本属性和参数，并且在连接每个组件后，应设置参数并自动更新与组件相关的信息，以确保可以提高质量和性能，提高钢结构的整体设计效率。

（3）在建筑结构性能中的应用。建筑结构设计的设计原则主要是收集与建筑物各部分有关的科学知识，以构建虚拟建筑物并实现整个结构的相互支持。在建筑结构设计工作的设计中，仅确定建筑物框架是不够的，还需要分析建筑结构的其他属性，例如建筑结构的抗折强度和隔热性。因此，将BIM技术应用到建筑结构设计中，需要对建筑结构的性能进行全面的分析，并且必须根据建筑材料确定外墙材料和钢材等建筑材料。根据实际应用进行选择，有必要明确载荷系数。另外，有必要使用BIM技术来分析与建筑结构设计计划多种性能，发现不足之处，并加以改进和补充，以确保建筑结构设计的可靠性。

（4）在建筑结构协同中的应用。BIM技术具有许多含义，其中最常见的是机械性能，成本等。BIM技术需要多个不同专业合作才能完成建筑结构的设计。因此，在设计过程中，加强各专业之间的数据和信息交换，汇总与处理的协同是提高建筑结构设计效率和完整性的重要途径。 BIM技术在实际建筑结构设计中的信息交换和共享主要体现在两个方面。一方面，我们使用中间数据问题在不同位置和不同设计程序中，完成构建模型所需的各种数据和参数信息的交换。另一方面，通过数据库完成不同职业之间各种信息和资源的交换和传递，整合土木工程，装修等与建筑相关的专业信息，并使用集成的数据处理模型，可以确保集成标准化以及建筑结构的总体设计具有足够的协调性[5]。

5 结束语

将BIM技术应用在建设项目的结构设计过程中，可以大大提高设计的合理性，对项目的整体质量产生积极影响。有必要认识到BIM技术在实际工作中的重要作用，并将其应用到建筑结构设计的各个方面，BIM技术的各种功能可以有效地应用，以进一步提高建筑结构设计的质量，确保建设项目有序发展。