BIM技术在建筑结构设计中的应用

BIM技术在建筑结构设计中的应用

刘杰

沈阳都市建筑设计有限公司 辽宁 沈阳 110016

摘要：BIM技术在建筑行业的实际作用是将基于建筑设计的二维信息转化构建成为一个三维立体的工程数据模型。通过BIM技术，相关的设计人员能对设计成果进行实际演示，通过演示发现设计过程中可能忽略的问题。与此同时，BIM技术也能在必要的情况下,将加工后的立体三维模型直观地展示出来，让施工人员对项目的进行现状、程序、方式、方法有更加深刻的理解。

关键词：BIM技术；建筑结构；设计

1 BIM技术概述

BIM技术主要是通过构建建筑信息模型，完整、清晰模拟建筑工程各个阶段，可提前核验设计方案，发现施工过程中可能出现的各种问题，并提出相应的解决措施，实现设计方案的全面调整与优化，有效保障建筑工程质量。

与CAD技术相比，BIM技术具有以下优势。（1）可视化。BIM技术具有所见即为所得的特征，尤其适用于体量大、造型复杂的建筑物，通过三维模型的构建可帮助设计人员以三维思考方式完成设计工作，有效提高整体设计质量。（2）协调性。基于BIM平台可实现不同专业、不同设计人员在同一个模型中添加、修改、存储建筑信息，有效提高了不同专业之间的交流与沟通效率；同时，BIM技术可提供碰撞检查、4D动态模拟等功能，由此实现不同建造阶段的模拟协调，提前在设计阶段解决可能出现的场地冲突、施工碰撞等问题。（3）模拟性。具体包括4D施工模拟、5D模拟与造价控制，由此确定施工方案、进度与设备材料供求时间表，并快速生成工程预算，实现工程成本的有效控制。（4）优化性。借助BIM技术可快速进行方案对比与优化，有效保障设计方案的技术经济性。（5）出图性。基于BIM三维模型展示、协调、模拟以及优化，可快速生成综合管线图、结构留洞图、施工图、碰撞检查侦错报告、建议改进方案等。

2建筑工程结构设计的不足

改革开放以来，我国建筑行业随着经济的飞速增长在持续快速发展，但建筑行业的结构设计过程中仍然存在很多的问题和缺陷，这些问题和缺陷主要体现在设计软件不够完善、建筑结构设计的程序不够规范。第一个问题主要体现在建筑行业在使用BIM技术的同时会用较多辅助软件，但因为BIM技术进入我国时间尚短，很多的软件使用的是盗版或者简化版本，不能很好地辅助BIM技术发挥作用，应用效率不高。另外，建筑结构设计程序不够规范的问题，主要是因为我国建筑设计行业起步较晚，设计流程不够科学。在我国建筑结构设计各个子项目中，大多都是不同专业的人单独完成自己的领域，子项目之间缺乏合理沟通，在遇到一些疑难问题时不能统筹解决，造成项目滞后、浪费项目资金的后果。且即使保证了各个子项目之间的进度统一性，也无法保证各个子项目之间的工作人员能够进行有效技术信息交流，进行联动设计，极易导致施工项目返工，使得整体项目难度系数增大。

3建筑结构设计中BIM技术的应用要点

3.1三维可视化设计

基于BIM技术开展建筑结构设计，只需建立一个三维实体模型，不同阶段无需重复建模，而是将各自设计信息通过工作集的方式高度集成在同一模型内，形象展现各构件空间关系，设计、施工以及建设方可基于此进行技术交流，实现协同设计，消除了传统意义上的“信息孤岛”问题。

在进行大型复杂结构设计时，采用传统设计方法往往难以根据平、立面图纸发现设计中存在的问题，更无法发现不同专业协作时存在的问题。通过构建三维模型，可动态漫游演示结构模型、设备模型，及时检查结构空间关系是否满足要求，结构构件与设备构件是否存在碰撞的情况，由此实现最优结构方案的选择。

3.2实体配筋设计

在建筑结构设计过程中，通过BIM实体配筋技术的应用，可实现局部复杂部位或节点的钢筋配置施工模拟，提前发现问题，减少设计失误。此外，完成实体钢筋模型构建后，可为后续钢筋工程量统计、钢筋下料方法提供可靠依据。

3.3碰撞检测

要检测结构设计和建筑专业方案的匹配程度，就要用到结构专业的碰撞检测。在进行碰撞检测的时候要观察相关设计方案，注意和机电专业设备以及管线的布置的冲突。如果要在Revit环境下做相应的碰撞检测，就要用到Navisworks软件。工作时，技术人员要建立结构模型机电模型，然后把相应的数据导入软件中，在软件里做碰撞检测，设置好不同的判断条件，然后给出检测报告，得到检测结果。

3.4平法施工图绘制

建筑结构施工图平面设计是施工图的规范表示方法。在进行平法施工图绘制的时候，需要把相应的构建信息标志出来，比如截面、跨度、编号和钢筋，都要做相应的标记，将其表达在平面布置图中。技术人员要让图纸和标准构造详图匹配在一起，以此来形成更加完整的设计图，让其更好的投入实际应用。表达钢筋信息是非常重要的平法信息内容，同时也是BIM技术应用的重要组成部分。实际应用中平法的抽象信号能够变换成可储存交换的数据，并和BIM信息联系起来，那就可以很好的统一平法信息和BIM信息，提高工作的效率和效果，减少信息对立的情况出现。相关工作人员在实际操作时要合理利用Revit平台的相关功能和注释符号，进一步把平法数据和BIM结构模型联系在一起，科学生成符合要求的结构施工图。

3.5参数化与协同设计

BIM模型的参数化，指的是构件定义的参数化与不同图元的参数化约束关系，设计人员可利用此参数化关系，提高建模效率，并实现模型的可编辑性。BIM核心建模软件Revit Architecture软件、Revit Structure软件是基于参数化设计的建模软件。传统建筑结构设计中，由于二维CAD施工图中图元无法实现一处修改、处处更新，因此缺乏有效的协作交流，基于三维参数化模型的应用，各专业可实现同步设计，结构专业设计信息无缝传递、共享，且后期发生设计变更时，无论是修改Revit项目浏览器施工图，还是直接在三维模型中修改，其他视图相应位置构件均会进行相关联的修改，即：一处发生改动，则其他图纸相应位置也会随之修改。基于BIM技术应用下的参数联动，使得整个设计过程修改、调整更为方便快捷，各专业工程师可集中精力进行本专业模型优化与细节设计，进一步提高设计水平。

3.6 设计信息集成分析

基于BIM模型开展建筑结构设计，可实现设计信息集成、共享与交换，如：可利用Revit自身明细表进行工程量的统计，也可实现Revit与其他分析设计、算量软件间的数据传递。

4结语

BIM技术作为当前建筑结构设计中的新兴技术，还有很多细节需要不断地进行优化。但就目前BIM技术在我国建筑设计领域的应用而言，能较大程度地提高建筑工程的整体设计效率和设计质量，并能借助BIM技术可视性、综合性的特点，优化建筑内部结构布局以及外部形体，优化建筑结构，提升建筑安全性和稳定性。对整体提升我国建筑行业生态环境，发挥着不可替代的积极作用。因此，建筑设计人员要提高对BIM技术重视程度，不断提升BIM技术在建筑结构设计中的应用水平，促进我国建筑行业的健康发展。

参考文献：

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