BIM在建筑结构设计中的应用研究

唐贞付

滁州市建筑勘察设计院 安徽 滁州 239000

引言

BIM是建筑信息模型的缩写，同时也是近些年发展起来的一种新型建筑设计模式。这种设计模式在实际运作过程中首先获得建筑工程项目中的各项数据信息，依据数据信息建立起直观性较强的三维模型，使得建筑设计能够得到良好的表现，从而使得建筑设计的结构和设计效果能够更加直观、准确的表现出来，实现建筑行业的进一步发展。与传统建筑设计防范相比，BIM技术本身具有信息完整性、可视化、协调性、模拟性较强等优势。本文将从BIM技术的相关优势入手，对其在建筑结构设计方面的应用情况进行分析。

1 BIM技术简介

我国建筑行业在近些年呈现出多元化的发展需求。面对也来越复杂的建筑结构，越来越多样化的建筑形式，建筑工程在开展设计过程中涉及的信息也在不断增多。建筑信息作为建筑企业在实际开展工作过程中确保建筑工程能够满足实际需求的基础，通过对其进行良好的利用，一方面可以有效确保工期，降低工程成本，另一方面还可以有效确保工程质量，确保工程建设过程中的安全。因此，我国建筑行业在近些年的发展过程中积极强化了对建筑信息的利用。通过采取各种技术手段，实现对建筑信息的有效利用，从而确保工程建设工作顺利进行。其中，信息技术作为当前发展较快的一种技术种类，其在建筑工程设计方面具有巨大的优势，在实际使用过程中取得了良好的效果，因此受到了建筑行业的广泛青睐。但是，在实际应用过程中，面对不断增多的建筑信息和不断复杂化的建筑设计要求，如何快速、准确、高效地处理建筑工程中的各种信息，解决存在的各种复杂化问题，控制建筑成本和建设周期，降低由于设计问题造成的失误和安全问题，已经成为当前我国建筑行业研究的重要方向。因此，开展对整个建筑工程设计、施工等各个环节全面的信息管理已经成为现代建筑发展的主要内容，同时也是BIM技术发展过程中较为关注的重点内容。BIM技术从根本上而言，其主要贡献是将建筑设计工作从二维模式发展到三维模式，使得建筑行业信息化程度得到提升，为建筑行业的发展确定了良好的发展方向。社会的发展正在不断促进我国建筑行业的进步，而BIM技术作为应运而生的技术革命产物，必将在后续开展工作过程中展现出强大的生命力[1]。

2 BIM技术在开展建筑设计过程中的相关优势分析

2.1 具有较强的可视化优势

从实际应用情况来看，BIM技术具有较强的可视化优势。在以往开展开展建筑设计过程中，一般设计人员采用的是CAD技术来对建筑结构的图纸进行绘制。这种传统的绘制方法存在以下几个弊端：首先，工作量较大。尤其是随着建筑的复杂程度升高，涉及的工程信息量不断增多，设计人员在开展图纸绘制过程中需要花费大量的时间对相关数据信息进行查看、综合、分析，才能开展图纸绘制。这个过程不仅花费大量的时间，同时还需要大量的人员参与其中，一个数据错误就会造成所有数据的变化，因此在准确率等方面同样存在一些不足支出。其次，直观性不强。利用CAD技术绘制得到的图纸是2D的，这种平面化的图纸在进行使用的过程中往往需要一定的立体想象能力，才能了解到图纸想要呈现的设计效果。因此直观性较差。鉴于传统图纸绘制方法中存在的弊端，BIM技术应运而生。这种新型的建筑工程结构设计技术本身具有较强的信息综合能力和分析能力，其设计获得的图纸以3D进行的方式呈现，因此具有较强的直观性，可以将设计人员的设计理念和一些建筑结构中的细节良好呈现，因此可以在实际使用过程中产生较高的效率。同时，由于其效率较高，可以极大地降低建筑工程设计过程中图纸绘制的工作量。使得建筑工程设计的效率较高，减少了人工的成本，有助于成本控制工作。

2.2 具有较好的信息协调能力

良好的信息协调能力是确保建筑工程能够满足客户实际需求的重要基础。在以往开展建筑工程设计过程中，由于缺乏有效的信息协调性，在实际开展工作过程中工程设计人员与客户缺乏有效的沟通，因而无法实现信息协调，造成设计获得的相关方案无法满足客户的实际需求，有时甚至会产生各种纠纷。BIM技术的一大优势就是可以有效强化客户与建筑工程设计人员之间的信息协调能力。建筑工程设计人员在开展市设计工作过程中可以充分考虑到客户对建筑方案的实际需求，依据需求信息开展设计工作，使得设计效果更好。同时，这种良好的信息协调能力可以在数据之间建立起良好的管理。在建筑设计完成以后，如果出现问题需要协调，只需要对其中一些关键数据进行修改就可以实现整体的变化，从而降低以往由于视图因素导致的一些数据变化而出现的差异和错误。通过这种方式使得建筑工程设计的科学性和合理性得到有效提升，确保建筑设计的效率和效果得到加强[2]。

3 BIM技术在建筑结构设计中的应用研究

3.1 有效提升建筑结构设计的可视化程度

在实际使用过程中，通过利用三维模型，可以使得建筑结构更加直观地展现给客户。不同于传统的CAD绘图技术，该技术虽然可以在一定程度上表现出建筑结构的细节，例如尺寸，位置已经建设要求等。但是由于是2D平面设计，其本身直观性相对较差，在使用过程中需要通过一些空间想象来满足实际使用需求，其使用效率往往无法提高。同时，由于直观性较差，无法明显地表现出设计过程中一些建筑结构出现的问题，因此使得建筑结构的设计方案合理性和科学性无法得到有效保证。而BIM技术的使用则可以有效解决这一情况。通过该技术获得的图纸是一整套直观的三维实体模型。在该模型中可以较为完善的体现出建筑结构的一些细节特点，同时也继承了2D图纸中可以表现各个结构的尺寸、大小、位置等相关优势。通过对模型的查看，建筑工程的实际用户可以从多个层面直观地对建筑构建信息、功能布局等有较为准确的认识和了解。随着技术的发展，当前一些BIM技术可以实现动态演示。在对客户进行介绍的过程中，可以为客户从不同角度呈现出建筑方案建设完成以后的效果。使得用户可以更加便捷地感受到建筑结构中的各项参数，从而使设计工作者能够在设计过程中满足客户的实际需求，解决设计方案中存在的一些缺陷和问题，帮助建筑结构设计整体质量得到提升，实现建筑行业的进一步发展。

3.2 BIM技术在建筑结构设计中的模拟化研究

首先，在建筑结构设计工作实际开展工作中，通过利用BIM技术，可以依照已经自定的设计方案对实际施工作业的各个环节进行模拟和计算。这主要是由于BIM技术本身具有较强的数据计算能力和数据分析能力。通过对施工作业的各个环节进行模拟，可以及时准确地发展设计方案中的一些不合理问题和存在的风险。以此为基础，设计人员可以针对存在的问题及时采取针对性较强的措施，从而实现问题的有效解决。例如，在对一些住宅小区进行设计过程中，一些设计人员可以利用BIM技术对其人员密度等情况进行模拟，从而了解到不同建筑结构能够满足的人员数量。然后将模拟结果同用户要求的容纳人数进行对比，据此衡量是否需要对设计方案进行调整。此外，当前BIM技术在不仅应用于建筑结构设计等方面，同时在建筑工程整体设计、工程施工技术配置以及工程施工管理过程中加以应用。

当前，在开展建筑设计工作过程中，一些体量较大的建筑工程的设计图纸中往往存在很多重复性的结构。这些重复性结构的不断出现会在很大程度上使得设计人员的工作量加大，设计效率下降，同时在开展重复性工作过程中也会出现很多问题。随着BIM技术的不断发展，当前在开展建筑结构设计过程中，通过利用该技术可以有效地将一些重复性的设计工作简化，使得设计人员在开展设计工作过程中承担的工作量下降，设计效率不断提升。例如，在对一些建筑钢结构进行空间建模设计过程中，可以将一些重复性结构的各项数据信息进行编写，在获得的设计图纸中相关结构就可以呈现。这种方式不仅使得设计效率大大提升，同时降低由于人为因素产生的诸多错误，从而确保设计图纸具有较高的精密性。在利用BIM技术完成设计工作以后，相关设计人员需要对各项结构信息的数据和其在三维模型中呈现的实际情况及逆行检查，从而确定设计方案具有较强的合理性。

3.3 应用于建筑空间设计工作

二维的平面设计虽然可以在一定程度上呈现出建筑结构，但是由于其直观性相对较弱，在实际使用过程中往往会存在很多问题。因此，在实际开展建筑结构设计过程中，不仅要及逆行平面设计，同时还要进行立体设计工作。在以往开展建筑结构设计工作过程中，大部分方法职能获得平面结构，而很难实现三维立体结构分析。而BIM技术则有效的弥补了这一问题。其通过对各项数据信息的利用，可以将通过虚拟模型的方式呈现出建筑各项数据信息和建筑整体布局。这种三维立体模型在很大程度上可以将设计人员的设计理念以及设计中的各项细节完美地表现出来。通过对三维立体模型的有效利用，可以使得设计工作者及时有效的发现设计方案中存在的一些问题，从而及时加以优化改进，确保方案的合理性。例如，在实际开展设计工作过程中，一些建筑的空间距离和形状参数等数据都决定着具体施工方案的设计，而传统的设计防范无法准确清晰地将相关数据信息表现出来，而通过使用BIM技术可以将各项数据信息通过模型呈现，从而确保建筑结构的设计方案能够完全满足实际需求[3]。

3.4 BIM技术在绿色设计方面的应用研究

在近些年的发展过程中，建筑行业的从业者相继采取各种方法降低建筑工程的能耗和对环境造成的影响。设计工作作为开展建筑工作的基础，其对于建筑施工过程中产生的能耗和污染同样起着决定性作用。我国建筑行业在一段时间的发展时期对于经济效益的重视程度相对较高，因此在实际开展设计工作过程中，更加重视工期和成本控制方面的内容。与传统的建筑设计理念不同，BIM技术对于建筑的环境友好程度重视程度相对较高。同时，由于BIM本身具有的各项优势，在实际开展设计工作过程中通过有效的计算和模拟，可以准确地预估到建筑在实际开展建设和后续使用过程中产生的能耗和对环境的影响程度。在利用BIM技术及逆行设计过程中，一般设计人员会从不同的角度设计出多种方案，而工程人员可以对其进行比较，选择最佳的节能方案，从而实现设计方案环境友好程度的提升。具体而言，BIM技术在实际使用过程中要依据当地的情况，选择一些清洁能源。同时依据建筑使用者的实际需求，选择一些节水设备和水资源重复利用设备。通过这种方式可以在满足建筑使用者实际需求的同时降低能耗，避免建筑在后续使用过程中进行二次改造，从而实现工程成本的降低。

4 结束语

BIM技术是近些年发展起来的一种新型设计技术。由于其具有不同于传统设计方法的各项优势，在实际使用过程中表现出良好的设计效果，极大地弥补了传统设计方案中存在的各项不足之处，提高了设计效率，降低了工作量，实现了我国建筑行业的进一步发展。