关于建筑结构设计中BIM技术的有效应用

朱康凯

【摘要】随着我国现代化程度不断提高，城市化建设进程不断加快，信息化时代已经到来，人们对于建筑结构设计的合理性产生了更高的要求。BIM 技术作为一种现代信息化技术，将其充分应用到建筑结构设计过程中，能够有效地实现对建筑施工工程成本质量等方面的控制。BIM 的技术应用到建筑行业中体现出多方面的价值，包括建筑结构设计、成本预算以及施工质量控制等方面。本文主要是针对 BIM 技术在建筑结构设计中的应用进行初步的研究和探讨[1]。

【关键词】建筑;结构设计;BIM技术;应用

【中图分类号】 TU17

【文献标识码】A

1、建筑结构设计中存在的普遍问题

目前，建筑结构设计中存在的普遍问题是仍沿用传统的设计流程和管理模式，受到二维结构设计的较大局限。具体表现为：

1.1 设计方法的局限

传统建筑结构设计流程和管理，采用二维施工图绘制方法，其须分别从平面、剖面，进行各个结构、构件间的布置表达与绘制，不仅设计工作量大，设计效率低，还可能因为受主观因素影响出现设计错误。

1.2 设计手段的局限

传统的设计手段，结构设计与建模计算需要在不同软件系统中完成，若出现需要修改和调整的地方，需要在结构设计及建模计算中反复切换与修改，降低了设计效率。

1.3 涉及管理问题的局限

传统的建筑结构设计管理，设计监管不到位，常会导致设计过程中施工图不按相关标准绘制、忽视自检校对现象的出现，导致施工图内容、布局不完善。

2、建筑结构设计中BIM技术的有效应用

2.1 BIM 技术在成本预算和施工材料采购方面的应用

BIM 技术应用到建筑工程中，能够更好地实现成本预算，体现出建筑结构设计对于各种施工材料、机械设备的有效成本控制。在原本的工程成本预算范围内，制定出合理的物料采购标准，并通过 3D 模型来体现出施工过程中的各种成本数据，形成自动采购需求。对建筑工程施工现场的各种材料和设备进行良好的管理，减少物料方面的浪费现象，对各种材料进行合理的配置。

2.2 建筑结构模型的可视化应用

在进行一些大型建筑设计或独特造型建筑设计时，传统的二维设计方式不能将复杂的或独特的建筑结构构建准确地表达出来，例如结构的空间位置信息。对此，可以利用 BIM 技术进行三维建模，将复杂的建筑结构或异性的建筑结构，以三维建模的方式体现其空间位置，直观、准确而真实地将结构构建信息、空间位置及模型展现在设计人员面前，更加真实地反映建筑物的面貌，便于进行多角度、多距离的观察，然后对建筑构件的功能布局以及构件与构件之间的空间联系进行更准确的分析，进而判断建筑设计构建尺寸及空间位置的合理性，优化建筑结构设计方案，提高设计质量，并且可视化的结构模型观察起来十分方便，易于解读，大大提高了设计人员的设计效率。

2.3建筑结构模型的参数化应用

在建筑结构模型中，常见的结构构件有基础、梁、柱、板、墙等，传统的建筑结构设计，设计人员需要花费大量的时间及精力在这些结构构建的绘制与信息汇总中，使得设计工作量相对较大。而 BIM 技术具有强大的参数化功能，可以进行三维模型及模型相关信息的参数化表达，将二维设计中的点、线、面等元素转化为三维设计中的梁、柱、板、墙等结构构件，并且应用“族”概念，将重复的结构构件统一结合起来，将同族结构单元的几何信息、逻辑信息、材料属性等参数信息包含在同一族内，并且将个体构件的所有特征，构件、构件之间的简单或复杂关系集中起来，让数字化的构件模型与现实中真正的构件结构一一对应。在 BIM 软件中，只需选择相应的构件族，设置其实例参数，然后根据轴网坐标将其放置到指定位置即可完成该建筑结构的 BIM 模型创建，后续再根据需要搭建主体 BIM 模型，提高设计工作的效率。另外，BIM 技术的参数化功能还可提高设计工作的修改效率。参数化的 BIM模型，其信息均保存在软件数据库中，这一参数化的形式数据库，具有强大的参数修改功能，设计人员提出结构设计时的文字、符号的任何修改时，BIM 数据库都会随之改变，然后迅速地在 BIM 模型中表现出相应的变化，保证了 BIM 模型与相关参数数据的协调一致，通俗来说，就是可进行联动修改提高设计修改的效率。

2.4 BIM 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。（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。

结语：

总体来说，我国在 BIM 技术的应用方面已经体现出了良好的效果，但是在实际中仍然存在较大的发展空间，需要相关的专业人员来对其应用进行不断的优化及分析，提高 BIM 技术在施工建筑结构设计中的应用水平，进一步促进建筑企业的良好发展。

参考文献：

[1]陈晓燕.BIM技术在公共建筑空间设计中的应用[J].美与时代（城市版），2019（12）：20-21.

[2]颜转娣.装配式建筑结构施工中BIM技术的应用[J].散装水泥，2019（06）：46-49.

[3]黄典.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].居舍，2019（34）：88-89.

[4]朱明坤.BIM技術在建筑设计中的应用探讨[J].居舍，2019（34）：93.

[5]曾晓云，李志强，唐艳娟.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].信息记录材料，2019，20（12）：98-99.