BIM技术在建筑结构设计中的运用

BIM技术在建筑结构设计中的运用

卞奕

江苏中锐华东建筑设计研究院有限公司214431

摘要：老旧的建筑结构设计已经不能满足当下建筑业的发展，BIM技术作为较先进的技术在建筑工程结构设计中发挥的作用越来越大。“所见即所得”的设计模式可以让相关人员能够更直观的了解设计的初衷及理念。使建筑结构设计更能满足人们的要求。因BIM技术具有很多优点，不仅可以简化建筑设计中的流程还可以减少建筑成本。因此建筑结构的设计需要考虑各个因素，才足以满足设计方案最优化，加强推动建筑业发展。

关键词：BIM技术；建筑结构设计；运用；

1.前言

近年来，随着社会经济的不断发展，人们对建筑工程结构需求日益提升，建筑工程的数量和规模也在不断扩展。在整个建筑工程项目中，建筑结构设计的好坏，决定着建筑工程安全，这也让BIM技术在建筑结构设计中的作用有效突显出来。因此，BIM技术在建筑结构设计中的应用分析显得十分重要，可以为建筑行业实现可持续发展提供基础。

2.BIM应用现状

建筑行业的BIM应用现状可分为5大部分：

其一，基本情况方面，超过半数的企业已成立了BIM相关组织，其中更有17.2%的企业公司层和项目层都建立了BIM组织，投入资金10万-50万的企业占比最高，达18%。

其二，针对现阶段BIM工作的满意程度，仅有9.6%占比为非常满意，进一步分析表明BIM实施方式、BIM整体规划以及BIM的组织和投入、领导重视程度等都是影响BIM应用效果和满意程度的因素。

其三，在BIM应用推进情况方面，甲方要求使用BIM的项目占比高达42.4%，其次是建筑结构非常复杂的项目，占比40.1%。

其四，BIM的价值和阻力方面，55.1%的人希望藉此提升企业品牌形象，打造企业核心竞争力。而缺乏BIM人才是大多企业面临的共同问题，占比竟然高达63.3%。

其五，BIM应用的发展趋势方面，超过6成受访对象认为BIM应用核心推动力主要来自政府和业主，其次是施工单位、设计单位等。而现阶段BIM应用最迫切的事，是建立人才培养机制、制定标准和法律法规，占比分别为63.8%、60.2%。

3.BIM技术的技术特征

BIM技术特征主要包括两方面，一个是信息集成，另一个是协同设计。在BIM技术使用过程中，信息集成是其主要优势之一。在开展建筑结构设计时，最常用的方式便是建模，BIM技术对建模的帮助很大，凭借信息集成，可以将全部结构设计信息进行集合，并实现统一分析和运用。在设计过程中，BIM技术可实现所有设计人员在同一平台上开展工作，有利于设计目标的统一。协同设计也是BIM技术显著特征之一，可以为设计人员提供良好的设计平台，突破空间与时间限制，让设计人员之间进行有效沟通和交流，实现信息的及时传递。另外，BIM技术的应用，可以依据不同的专业原则，来完成最终的检测工作，围绕着影响建筑构件因素展开，不仅缩短了设计时间，也可以实现设计质量的全面提升。

4.BIM技术在设计中的具体应用

4.1在建筑结构建模中的应用

在建筑结构设计过程中，BIM技术的应用突破了CAD制图的限制，将立体的建筑模型有效展示出来。传统CAD建模，只能完成简单的二维平面制图，不能将三维实体模型构建真实体现出来。利用BIM技术，我们可以通过对图纸信息的识别将图纸上的二维图形三维化，也可以通过三维模型软件实现空间关系建模。通过全专业三维模型，能够在三维可视化的基础上实现设计协同，并通过观察其他专业的空间使用状况，实现设计阶段的建筑结构构件优化。目前国内的BIM软件甚至可以通过识别结构平法施工图图纸将钢筋信息自动识别并三维化，再通过数据库的信息继承方式为施工阶段成本控制和钢筋翻样服务。

4.2在建筑结构设计缺陷检查中的应用

建筑结构的安全性一直是整个建筑行业赖以生存的命脉，传统的施工图图纸审查由于是通过人工查找的方式，出现纰漏在所难免，再者，审查人往往只查看本专业的设计图纸，无法发现专业间的碰撞问题。通过BIM技术的碰撞检查能力，对各个专业构件的空间关系的检查，找到发生硬碰撞的部位，也可以通过碰撞间距，发现影响安装、检修的部位，输出碰撞检查报告，并提供三维管线综合的工具供使用者三维修改。另外，一些国内BIM软件，例如卓越智能模型系统在碰撞检查的基础上，利用结构化数据库中内嵌的大量的建筑规范、通用规则，除了能检查出空间位置上的缺陷，还能检查例如图纸冲突、不符合规范、缺少构件等设计错、漏、碰、缺的问题。

4.3在钢结构建模中的应用

建筑结构设计中钢结构设计十分复杂，涉及到专业知识较多，尤其是布置加强件和连接钢结构中，任务较为繁重，很容易出现设计错误。为了解决上述难题，人们在钢结构建模中引入BIM技术，通过BIM技术的应用，对钢结构梁高进行计算，设计出专门的连接件。另外，BIM技术也可以通过相关参数，实现连接件的有效处理，并通过参数数据共享，对连接件的数量和间距进行有效控制，设计人员只需在工作中调整相应参数，便可以成新连接件设计工作。其次，BIM技术可绘制出相关加强件的大样图，判断工程中加强件的具体位置，提升钢结构设计和施工过程的准确性。

4.4在建筑结构性能中的应用

建筑结构设计的设计原理，主要是将建筑中各个部分中所涉及到的科学集中在一起，建立一个虚拟建筑物，实现整体结构的相互支撑。BIM技术的应用，可以实现对建筑结构性能的科学分析，对建筑机构的稳定性、牢固性、抗震性等基本要求进行判断，确定各项数据是否满足标准。在设计工作中，设计人员只需要将BIM模型数据导入到相关软件中，利用软件对数据进行处理，确定建筑结构整体性能是否满足事先规划好的标准，解决建筑结构设计中存在的问题，有助于建筑结构设计工作的优化，提升建筑结构设计质量。例如，在亚洲最大生活垃圾发电厂设计过程中，为了提升建筑结构性能，设计人员通过BIM技术，对模型进行碰撞检测，首先对单专业之内模型进行碰撞，调整碰撞中出现的结构错误，之后进行机电综合模型碰撞检测，对机电专业内的碰撞问题进行调整，最后是机电与建筑之间的碰撞检测，将建筑结构与机电之间存在的问题解决，碰撞模拟软件可直将结果以报告形式生成，设计人员会根据结果对综合管线进行相应调整，以人工审核的方式，最终得到修改意见，实现BIM技术在建筑结构性能中应用效果的提升。

5.讨论

BIM信息技术对设计人员提出更高的要求，对设计水平、电脑技术、制图技术都提出了很高的要求，需要专业技术团队通力合作，保证BIM信息技术运用的准确性、合理性、可操作性。BIM信息技术在建筑结构的设计中有着不可比拟的技术优势，但我们也应注意到BIM信息技术在发展运用中出现的一些不足之处，需要进一步的完善和改进。对于BIM信息技术来说，无论是规模较大，结构复杂的建筑物，还是某些细小的部件，甚至是一个小小的锚固件，都可以模拟并展现在计算机电脑系统里，并可以将其属性精确完美的表达出来。随着BIM信息技术的引用越来越广阔，除了在建筑结构设计中的应用，在其他诸如道路桥梁，公路工程，给排水中均得到了良好的应用。

6.存在的不足

我们也应该意识到运用中也存在着待改进的地方。由于建筑业遍布全国各地，存在着地形、气候和建筑环境的差别，且各地的设计标准差别较大、不统一；另外BIM信息技术存在版权问题，资源没能达到公开化及共享，对施工部门的协调发展产生一定的影响。BIM信息技术在管理中也存在一定的问题，这些都是我们未来需要努力的方向。

7.结语

综上所述，BIM技术特征主要包括两方面，其一是信息集成，其二是协同设计。在此基础上，BIM技术通过两项技术特征，在建筑结构设计中显示出自身作用，提高了建筑结构设计质量。未来，我国建筑行业发展还会不断深入，为了保证建筑质量，相关技术人员要注重对BIM技术的创新研究，为人们生活和财产安全提供保障。

参考文献；

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