BIM 技术在建筑结构设计中的应用与研究

王莹

在建筑工程当中，大多数的建筑企业会运用BIM 技术进行建模，它能够为建筑结构设计提供高效的帮助，这主要是由于BIM 技术有着强大的建模功能。BIM 技术能够提高建筑结构设计的效率以及可靠性，进一步推动建筑工程发展。同时，设计师在使用BIM 技术的过程当中，也需要对BIM 技术进行了解。需要不断地探讨在设计的过程中如何更好地运用BIM 技术，充分发挥BIM 技术的优势。本文进一步探讨BIM 技术在建筑结构设计中的应用，以便企业在使用的过程当中提高使用效率，保证使用质量。

1.BIM 技术基本特征

1.1 BIM 技术具有协同设计性

当前建筑设计领域逐步向协同方向发展，这也是建筑设计的重要方向，同时也是建筑设计发展的必然趋势。协同设计是借助一个公共的平台，使得各个设计人员能够在该平台上进行交流，使得交流更加协调有序，避免在沟通过程当中出现沟通不畅，交流不及时等问题。同时在沟通交流的过程当中对于设计所出现的问题及时地进行修改，从而逐步提高设计效率。一个小组的工作成员可以借助协同平台进行交流，同时协同平台还可根据实际设计需求的要求迅速响应，并且快速地更改，从而使得设计效率不断提高。系统平台还可对相关设计进行自动检测，对于所出现的问题进行及时反应，它能够有效地提高设计质量[1]。

1.2 BIM 技术具有工作的传递性

BIM技术可以对相关数据进行收集，并将相关数据联系起来，形成一个大的数据库，它能够有效地提高建筑行业的工作效率。建筑工程在设计的过程当中，并不是一次设计就可以完成的，它需要对其进行反复修改，而BIM 技术能够对相关修改内容进行记录，将修改的数据自动反馈到模型构建中去。修改的过程当中并不需要设计师自行更改链接或修改图纸，BIM 技术将对其进行自动修改。其次，它还能进行施工模拟，提前分析各种要素，为施工提供便利。设计人员可依据施工模拟，对于在施工过程中可能出现的问题提前进行预测，极大地提高了设计的效率。

1.3 BIM 技术具有信息集成性

信息集成性是强调将相关信息进行收集，实现信息共享，信息共享能够有效地提高建筑设计的效率，保证近视设计的顺利进行。在BIM 技术中，信息集成主要是用于设计过程当中，它能够将相关设计信息与设计过程进行有效结合。在设计建模的过程当中，建筑信息模型是唯一的信息模型，各个部门的设计信息都需要在这个信息模型当中完成，因此可以看到BIM 技术有着强大的信息集成功能，它能够将所有信息进行集合，用信息集成的方式，使得各设计人员能够在同一个平台内对所涉及的信息进行使用分析、处理，能够有效地实现信息共享，提高信息的使用效率。

1.4 BIM 技术与协同性关系

协同是BIM 的核心概念，同一构件元素，只需输入一次，各工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM 技术将为未来协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。BIM 带来的不仅是技术，也将是新的工作流程及新的行业惯例。

2.建筑结构设计中BIM 技术的具体应用

2.1 可视化技术应用

在建筑结构设计师通常会采用BIM技术进行设计，BIM 技术有着较强的应用优势，BIM 技术可制作三维模型，它改变了传统二维模型，能够更加直观生动地展示建筑设计的结构。BIM 技术三维模型的设计主要是利用CAD 绘图技术，将其应用在建筑图纸绘制的过程当中，CAD 可将建筑结构当中所涉及的相关内容进行展示，同时也可以建设相应的三维模型，能够使工作人员在使用的过程当中快速了解建筑项目布局情况。然而传统技术在构建三维模型的过程当中存在着较大的难度，尤其是在构建一些较为复杂的建筑工程项目时构建效率较低，在构建的过程当中出现各种各样的问题，与BIM 技术之间存在着较大的差异。BIM 技术能够快速地追踪在设计过程当中所出现的各种问题，同时对于设计过程当中的问题进行合理的处理，并采取有效措施进行及时补救。同时，它也能够随时地了解到设计进度，使得工作人员能够为下一步工作做好充足的准备。尤其在涉及大型建筑工程时，借助BIM技术可视化特点，可对建筑工程结构进行动态化观察，也可对其进行展示，从根本上来了解建筑结构，不断地完善相关结构设计计划，提高设计质量。

2.2 BIM 技术在场地分析中的应用

BIM技术在建筑结构设计过程当中，对于加强场地分析工作就有着十分重要的意义。一项建筑工程在施工之前，首先需要对场地进行合理的分析，分析工作是保证建筑结构，设计合理性以及科学性的重要基础，依据场地现场实际情况进行设计，能够提高设计质量。传统分析工作中存在着较多的问题，容易出现数据错误，出现各种各样的漏洞，再加上分析人员在对其进行分析的过程当中会受较多主观因素的影响，会使得分析结果存在着一定的不准确性，这种分析结果会让建筑结构在设计的过程当中出现各种各样的问题。而在当前的设计过程当中，可采用BIM 技术对施工现场进行分析，进一步提高分析的准确性以及完整性，使得分析结果能够更好地满足建筑工程结构设计需要。BIM 技术在场地分析的过程当中还应与地理信息系统相结合，通过对施工场地数据的实时收集来建造相应的技术模型，使得设计结构更加具有合理性以及科学性，提高设计质量以及设计效率。

2.3 BIM 技术在工程建设模型中的应用

随着我国建筑行业的发展，建筑工程项目规模不断增大，在施工的过程中所涉及的内容也较多，尤其是在设计环节需要考虑较多的设计因素才能够更好地建造建筑模型。工程建模的整个过程难度是非常大的，复杂程度也比较高。钢结构是大跨度的建筑结构形式，对钢结构建筑工程来讲，不仅需要落实结构的连接工作，还需要确保构建布置的科学性以及合理性。钢结构设计过程当中，要尤其重视梁柱连接工作，需要对梁柱连接工作进行有效地落实，同时还需要确认量与量之间连接质量，若质量不高将会严重影响建筑工程施工，同时也会造成人员伤亡，这些都会阻碍建筑工程的顺利进行。钢结构连接设计过程当中，还需要确保各个连接架的完善性，合理安排螺栓数量之间的安置距离，同时还需要合理计算，以确保科学性以及合理性，要与相关位置进行结合，不断地提高施工的整体效率，保证施工的顺利进行。其次，在设计的过程中，设计人员可根据施工现场情况及时地调整和控制螺栓的数量以及螺栓之间的距离，实现实时钢结构设计。在施工的过程当中，可借助BIM 技术来构建三维模型，它能够有效地对钢结构中的梁柱以及各个部件之间的连接的实际情况进行展示，相关设计人员也能够通过三维的效果来观看工程结构，使得整个建筑工程建模更具有准确性。

2.4 BIM 技术参数在设计中的应用

在建筑设计的过程当中会涉及较多的数据，而且需要建立相关资源模型，这些模型的建立是与数据库有着直接性的关系，相关数据需要运用到实际设计过程当中，它与设计参数具有较强的联系。建筑设计人员在设计之前需要对相关数据进行收集整理归纳，在开展设计的过程当中必须根据相关数据来开展设计，同时需要建立资源化模型，明确相关设计参数，只有这样才能够逐步提高设计质量，保证设计要求。设计师还需要采用参数约束的措施来提高BIM 技术的应用效率以及维护效率。只有这样才能够从根本上保证输出数据的准确性，保证参数设计工作能够正常稳定地开展，不断地提高设计质量。

2.5 BIM 技术预制构件的预拼装

在建筑设计阶段以Revit 软件为核心平台实现建筑性能设计模拟，机电管线碰撞，室内空间优化，三维可视化空间漫游等多项BIM 应用，极大地提高了建筑设计的前瞻性、精准性以及设计的精细化程度。在项目预制装配结构构件深化设计中，采用Cartier 软件平台实现了预制梁柱节点的精细化设计、节点碰撞、安装模拟等功能，确保项目设计与实际现场施工100%准确，无任何施工碰撞和返工。项目施工阶段，施工单位应用鲁班软件实现施工进度的可视化模拟，提高了施工效率，节省施工时间。

3.结语

随着时代发展，科学技术也在不断进步，传统的建筑设计已经无法满足当下发展需求，因此引入了BIM 技术。BIM 技术，使建筑结构设计从传统的2D建模转变成了3D 建模，是符合时代发展趋势的技术，能满足当下发展需求。BIM 技术的运用改变了传统建筑设计结构设计模型，开始逐渐向三维结构设计时代转变，同时这也是时代发展的必然要求。BIM 技术能够对相关数据进行收集整理，使得设计师在设计的过程当中，能够使各个设计环节更加协调，减少设计误差，很大程度上提高了建筑设计结构的质量，同时也能够保证时效性。在目前BIM 技术被广泛运用于建筑结构设计当中，它极大地提高了建筑设计水平，推动了建筑行业发展，我国BIM 技术的发展还需进一步完善，其具有较大的发展潜力。