BIM技术在建筑结构设计中的应用

王洪法

浙江利恩工程设计咨询有限公司，浙江 嘉兴 314000

在工业化、城镇化建设发展的进程中，建筑行业获得了蓬勃发展，对于建筑工程各个体系的设计要求也越来越严格，建筑行业必须深入挖掘自身的潜力和优势，通过有效的策略进一步提高生产效率，从而实现经济效益和社会效益的提升。在建筑结构的设计过程中充分应用BIM技术，能够对建筑项目提前进行信息模型的构建，基于此对项目进行深入的研究及分析，从而确认项目实施过程中的相关细节，以保证项目实施的系统性和科学性，推动建筑行业取得更好的发展。

1 BIM技术的基本概述

BIM技术是一种基于现代化信息技术而实现建筑信息模型构建的软件工具，它具有强大的功能，能够对在建筑结构设计中所需要的各种信息资源进行有效的整理和综合处理。同时，利用BIM技术还可实现设计图纸的立体化呈现，即构建三维模型，还可对相关参数进行设计，并对设计图纸的可行性进行检查，验证建筑结构设计中是否存在相关漏洞。应用BIM技术可对数据进行实时有效的调整，最大程度上减少建筑施工的过程中发生的返工、重复施工等情况，以保证建筑项目能够顺利实施，使项目成本得到更好的控制和管理。

2 BIM技术在建筑结构设计中发挥的作用

（1）实现建筑结构“智能化”设计。建筑结构设计是每一个建筑项目管理过程中的重要维度，与该项目的整体效果呈现及整个工期的施工进度密切相关。将BIM技术应用于结构设计的环节中，工程人员可利用3D工程模型将抽象的、复杂的设计图纸进行立体化呈现，同时能够根据不同的要求呈现出一个完整的建筑项目中不同建筑之间的数据及比例情况，如果出现了设计不合理，通过BIM技术能够在保持原有设计的基础之上通过相关工具实现数据的自动调整，有效避免计算失误，能够在最大程度上提高建筑结构设计的效率和质量。

（2）实现建筑结构“协调性”设计。在建筑项目的施工全过程中，将涉及大量的图纸及文件的交流，传统的方式是实体文件之间的交流，难以实现重要数据的共享，还会因为信息不对称、信息掌握不全面、信息更新不及时等，造成结构设计中存在大量的问题未及时得到解决，甚至没有被解决，从而给后期的施工造成极大的影响。应用BIM技术能够在建筑设计结构设计的过程中，创建相关数据库，实现自动化的数据共享，进一步优化部门之间、人员之间、项目之间的沟通机制，提高建筑工程设计工作效率。

（3）实现建筑结构“可视化”设计。在建筑项目的结构设计过程中，涉及大量的图纸结构，通过BIM技术能够使复杂的图纸以可视化的方式呈现。同时，通过相关参数的设计，还能够真实地模拟施工现场，进一步增加建筑结构设计的合理性和科学性。传统的建筑结构设计主要使用手动技术进行修改，会存在一定的误差，而BIM技术以自动化模式实现，主要通过计算机技术进行操作，能够准确呈现和展示设计思想、设计思路。同时，还能有效评估建筑材料的使用是否符合节能标准，有效增强建筑项目设计的可行性。

3 建筑结构设计中BIM技术的应用实践

（1）性能分析阶段：智能化验证建筑结构设计的稳定性。在建筑结构设计过程中，需对建筑项目的性能进行综合分析和改进。通过BIM技术可以将其中的部分结构设计直接转变成相应的数字模型，同时通过智能化手段进一步验证整个建筑结构设计的稳定性。例如在地下室的建筑结构性能设计过程中，不仅需要考虑到地下管道的布置情况，还要考虑具体建筑材料的使用情况。在进行结构设计前，可通过BIM技术对地下室的环境进行相应的设置，从而实现对设计路线的自动规划，有效提升结构性能分析的效力。在项目具体的执行过程中，如果出现建筑物比例问题或质量问题，应用BIM技术能够快速启动自动修复的功能，及时完成修复操作，并将相应成果进行可视化的展示。

（2）图纸设计阶段：全面评价和分析结构数据的合理性。在建筑项目的图纸设计阶段，BIM技术可以构建3D图形，并以此为基础更加全面地评价和分析相关数据，为后期工作的便利性奠定基础。在传统的设计过程中，如果需要对设计图纸的某一部分实施改动，则需要对最初的结构设计及结构性能进行综合考虑，再确定具体的改动措施，而多次修改的设计方案会在一定程度上增加项目的运营成本，有时甚至会偏离设计要求。在建筑项目的图纸设计过程中应用BIM技术，可将重要的参数录入整体系统中，并及时确定建筑结构设计目的，以得到合理的修改建议。例如在某海岛旅游综合项目中，会所单体位于该海岛的第一高地南坡，享有全岛最为广阔的景观面。屋顶进入层被处理为一个反射天光云影的水池，与山色融为一体，该项目总建筑面积约2800m2，地上沿坡地2层，局部地下1层，建筑高度为10.20m，抗震设防烈度为6度，采用框架结构（见图1）。该会所单体顺应山势布置，嵌于山坡之中，外形为曲面，虽然体量不大，但内部空间较为复杂，对结构梁柱的布置要求较高，在施工图设计阶段，可以采用Revit软件进行结构模型的复核（见图2），对影响内部空间使用和影响观感的梁柱进行调整，为项目准确实施提供保障。

图1 会所鸟瞰图

图2 Revit软件建模的三维模型图

（3）参数设计阶段：通过简单操作实现组件组装。将BIM技术应用于建筑结构设计中，最核心的部分就是数据模型的建立，其不仅是简单地分析和修改参数，而是需要对相关参数进行准确的设定，从而展示出整体建筑在结构设计方面的几何造型及具体的建造属性，同时展现出整个建筑结构设计中所有相关的建筑参数。在建筑结构设计的过程中，需对相关组件系统进行组装。传统的组装方式需要设计人员根据整体设计的要求和参数经系统分析后再进行修改。通过引进BIM技术，其操作非常简单，只需对结构设计进行简单的改动，就能够实现组装。同时整个过程中能够通过自动调整参数的方式实现，有效保证了建筑的安全性，也能充分满足客户提出的个性化建筑设计要求。

4 结束语

综上所述，BIM技术在建筑结构设计中不仅能够有效提高设计效率，还能进一步保证建筑物的安全性和施工的有效性。因此，在建筑结构的设计过程中，建筑人员应该积极应用BIM技术，充分发挥其价值，使整个建筑结构设计更加智能化，并通过可视化的方式快速展示建筑方案，进一步提高建筑物的质量，有效保证建筑项目能在预期工期内完成，同时为项目建设的后期运营管理提供极大的便利，有效满足我国建筑行业发展过程中的各项需求，推动我国建筑行业的稳步发展。