建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析

陈志博 曹文慧

【摘要】建筑结构设计的难度较大，不仅需考虑整体性结构的协调性，更是要注重局部设计的优化，以充分保障建筑结构功能的实现。传统的结构设计中，人工计算的工作量大，计算与设计误差的存在导致建筑结构面临着较大的安全隐患。在当前的技术发展条件下，BIM技术在结构设计方面的优势凸显，在一定程度上实现了相关模块的自动化设计。基于此，本文重点探析了在建筑结构设计中BIM技术的具体应用，有利于从根本上指导实际的结构设计工作。

【关键词】建筑结构设计;BIM技术;应用

很多的建筑工程的质量问题是由结构设计缺陷所引起的，因此，随着人们对建筑结构提出了越来越高的性能和功能要求，有关设计人员在实际的设计工作中，应该从建筑结构的可靠性、安全性等多个角度，来做好整体和局部结构的优化。BIM技术在建筑结构设计方面具有突出的优势，通过BIM模型的构建，使得结构构件之间可以建立紧密的关联性，通过结构参数的调整，来达到最为理想的结构设计目标。因此，正是由于BIM技术的这一特征，使得在工程结构设计领域的发展潜力巨大。

1、BIM技术及其重要作用

1.1 BIM技术

BIM技术下最为关键的是要进行建筑模型的构建，通过各种建筑工程信息的有效集成，使得工程企业的专业人员可以在数据整合的基础上，利用数字信息仿真技术来模拟整个工程的具体情况，实现对整个建筑工程设计、施工、管理的数字化、信息化。现阶段，随着建筑工程建设规模的日渐扩大，BIM技术具有了越来越大的发展潜力，传统的工程技术已然无法满足当下人们的建筑施工要求，只有以人们的需求作为基础，来进行结构设计的优化和调整，才可以使得建筑具有更为完善的功能、更高的结构性能。

1.2 BIM技术的重要作用

建筑工程的结构设计非常复杂，设计人员在整个的结构设计过程中，往往需要考虑很多的因素，不仅要使得建筑结构的功能达到相应的标准，还要保持结构的耐久性、合理性与安全性。在传统的建筑结构设计方面，结构模型与图纸设计具有各自的独立性，并未在二者之间建立关联性，导致结构设计具有非常大的难度。而BIM技术下，通过建筑信息模型的构建和信息的集成，使得在结构模型和图纸之间存在非常大的关联性，即使在设计中某一内容发生了变化，与之相关联的其他部分也会随之变化，也就使得图纸修改的工作量大大减小，提升了整个的设计工作水平和效率，基于BIM技术的特点，实现了结构设计和修改的自动化。其次，BIM技术具有协调性和可视化特征，使得在整个的建筑结构设计中，相关部门与人员可以实现信息化管理，避免结构设计偏差和漏洞。

2、建筑结构设计中BIM技术的应用

2.1场地选址

建筑结构设计中的场址选择是非常关键的，这也是最为基础的环节，选址不仅会关系到整体结构的稳定性，更是与工程量、施工难易程度等直接相关，因此，在实际的施工建设中，场地选址必须要具有前瞻性和预见性，专业的结构设计人员需对于结构相关的因素加以全面分析，比如，水文气象、工程地质等因素。BIM技术下，相关人员可以在前期进行详细的调查了解，并将所获得的勘察资料全部输入到BIM模型中，随后，在模型中就可以清晰、直观地反映场地选择和结构设计、布局之间的关系，利用GIS技术就可以更为深入、具体地进行工程的全面模拟，在模拟以后就可以在此基础上进行相应的预测和判断，在此基础上保障场址选择的科学性，并适当进行整体布局与结构选型。

2.2建筑结构分析

建筑结构设计时，为保障结构设计的合理性，专业人员往往还需要注重结构的分析。结构分析的过程中，并不是简单地对荷载计算过程，还需要进行配筋计算、结构性能优化，使得在整个建筑中的各个结构构件之间可以保持相互的协调与配合，最大程度上保障结构性能。BIM技术在建筑结构分析方面的优势非常突出，由于在模型中集成了全部的工程信息，就使得模型可以在此基礎上进行结构设计方案、结构布置的全面模拟与分析，通过多种方案的综合对比，来确定最具经济性和技术性的结构方案。当确定了初步的结构方案以后，要建立数字一体化模型，利用Revit API二次平台来对结构的各个细节加以精细化分析，获得结构与环境的关系情况，根据结构缺陷适当优化。

2.3局部结构设计

建筑结构设计不仅包含了整体结构设计，还包含了局部设计，建筑的局部结构非常多，比如，墙体、屋面等都属于局部设计的范畴，这些局部结构设计是否合理，同样会对整体的结构设计有着直接的影响。不同的局部结构设计下包含了不同的类型，比如，以墙体为例，保温墙、隔音墙、内部墙、外部墙等，均需要根据总体结构的具体要求来进行选择与设计。设计人员在墙体设计时，要对每种墙体对结构的作用有清晰明确的认识，保障总体框架结构的科学性，将前期的分析作为结构设计基础。设计人员要整合已有的设计资源，对材料层、集合实体等开展有效设计。

2.4建立关联性建筑结构模型

BIM技术在建筑结构设计方面的应用中，通过关联性建筑结构模型的构建，彻底改变了传统的结构设计方法，不仅提高了设计的总体质量，还使得设计的效率有所提升。但是，如果要有效发挥BIM技术在结构设计方面的突出优势和作用，就需要有关设计人员充分具有对建筑结构关联性的认识，在结构总体设计的过程中，加强对分部件设计的优化。BIM技术下的结构设计中，设计人员要整体已有的结构设计资料，遵循相应的设计流程，如图1所示，充分在相应的建筑结构模型内了解两种或者多种构件之间所存在的紧密关联，以此关联性作为结构参数优化的依据。一般情况下，构件之间的关联性关系包含了对称关联和非对称关联，前者强调的是主体之间关系的平等性，任何一方的改变都将会对另一方产生影响，比如，梁和柱之间就是这种关系;而非对称关联关系下，主体之间存在的是从属关系，结构设计时需要充分了解不同主体之间所存在的关系，再开始有针对性的结构优化。

结语：

建筑结构设计的难度较大，在当前行业现代化发展的过程中，BIM技术的发展潜力巨大，任何的建筑结构设计中，都要积极加大对BIM技术的应用，以充分通过这一先进技术的应用来改变传统的结构设计局限，最大程度上达到结构设计的目标。

参考文献：

[1]李秀霞.关于建筑结构设计中BIM技术的应用探究[J].门窗，2017，000（002）：134.

[2]刘鹏.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].工程建设与设计，2018，000（011）：52-53.