BIM技术在建筑结构设计中的应用探析

摘 要：BIM技术对进一步提高建筑结构设计质量及效率有着重要意义，并可以帮助建筑企业在建筑产品生产过程中有效降低设计、生产等环节的成本投入，虽然BIM技术的各项功能基本可以满足现代建筑结构设计工作的需求，但是BIM技术也对设计人员的整体素质提出了更高要求。本文主要对建筑结构设计中BIM技术的应用进行了分析研究。

关键词：建筑工程；结构技术；BIM技术；具体应用

一、BIM技术的简要概述

在建筑形式和数量不断增多的形式下，工程项目中所涉及的信息量也越来越大，这些信息如果得到及时收集，并加以利用，那么对于其他建筑工程的建设将会具有极大的推动作用。不但能够缩短工期，还能够有效节约成本，提高施工质量，除此之外还能够更好的避免很多施工事故的发生，因此，信息技术在我国建筑工程中的优势非常显著。但是现阶段，还是应该采取一定的措施更好的发展和推广这项技术，这样才能够将此技术的优势充分发挥出来，有效的节约成本，提高施工效率以及保障施工安全。

二、BIM技术的特点分析

1、可视化。传统的建筑设计只能通过纸张或者计算机2D/3D软件完成，其主要作用是为后期施工提供相应的规格尺寸及效果展示，但还需要借助人们的空间想象才能将整个建筑在自己的脑海中呈现。BIM技术的出现为建筑模型的直观展现提供了平台，设计人员的设计理念能够直接在建筑模型中展示出来，有助于建筑企业内部的人员交流，并对相关的设计进行讨论，做出最佳决策。

2、协调性。协调性首先是设计部门内部各专业人员间的组织协调，在内部形成一个有效的标准性文件，便与推动建筑工程的进程。另外BIM技术还能够在建筑内部相关布置以及空间设置上起到协调的效果，例如楼梯井的布置、防火区布置、水管布置、线路布置以及其他辅助布置等。

3、模拟性。BIM技术能够利用建立模型来模仿现实中的建筑，并通过其表现形态得出一些具有重要参考意义的数据。例如在进行材料配比与承受应力之间的关系时，仅仅通过经验与猜测难以找到最佳配比的真实比例，因此可以借助BIM技术将利用优化技术设计的方案数据输入仿真系统中，模拟建筑的结构，在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况，将得到的数据绘制成统计图，明确找到最佳配比点。

三、建筑结构设计中BIM模型所包含的内容

1、构件方面。BIM技术在建筑结构构件设计中具有非常重要的作用，其中内容很丰富，包括構建材料、几何尺寸以及荷载等信息，这些信息能够非常直观的显示出来，相关的设计人员能够随时进行使用和分享。尤其是在结构节点设计方面，BIM技术的使用，能够快速和直接进行构件作用的判断，将梁、板以及墙、柱等部分的信息进行定义，同时能够对连接构件做出更加合理的判定，这样是为了更好的将其与节点的进行匹配，这样就能够将所建立模型的信息进行科学地参数计算。

2、整体层次关系。使用BIM技术，必须要建模，而模型的构件需要大量的信息数据，在虚拟的条件下，模型能够非常正确完整将结构进行优化调整，为人们提供最合理、最具可行性的设计施工方案，同时，还可以缓解施工过程中所产生的突发问题，协调各部分施工之间的关系，BIM技术可以及时搜集并整理各种施工信息，并实现分享，施工人员以及技术人员在需要的时候可以随时进行查阅和使用，为建筑结构整体分析计算提供更多依据。

四、BIM技术在建筑结构设计中的应用

1、建立完整的项目样板。在建筑结构设计中，项目样板是所有设计中的基础，而项目样板设计所包含内容很多，具体为标准化处理的线型、字体以及符号等方面。而BIM技术的应用，能够快速有效的建立完整的样板，并且能够避免很多不必要的重复，减少无用功，提高工作效率，现阶段，我国已经建立了一套符合我国实际情况的设计标准，这项标准能够对我国结构设计中的各个环节进行监控并能够更具不同用户的需求，有针对性的进行指导。

2、设计符合要求的结构构件。在建筑结构中，梁、柱以及楼板等都是非常重要的基础部件，因此这些构件对于建筑来说，有着非常重要的支撑作用，通常来说，它们一般为预制构件、现浇构件以及各钢结构构构件等。设计的时候，要从建筑物的实际情况出发，根据不同需要进行设计。在这些形式中，比较常用的就是现浇构件。

3、钢筋混凝土结构中的平法表示。在钢筋混凝土施工图绘制中，通常采用平面方法进行表示，在图纸上采取特殊的符号进行标注，施工技术人员通过工艺转换形成样图。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示，BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和核心信息，以满足施工时间和放样需求。

五、对结构设计中难点的处理

1、应用BIM技术的三维设计工具软件（Revit等）用了较多的模块参变量和系统参数，与二维创建视图技术有很大的不同，软件需要兼顾与二维设计习惯的一致性，所以模块参变量和系统参数比常规工具软件要复杂很多，这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。

2、结构工程师在建立BIM模型时，注重的问题主要是结构模型能否自动生成平法施工图文档，以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构设计中，安全性分析计算是首要环节和重要问题。

六、建筑结构设计中BIM技术的未来发展

BIM技术相比于传统建筑设计不仅实现了建筑的参数化设计，还有效的将计算机仿真技术应用起来。设计人员在将建筑物设计完成后可以通过计算机仿真技术对建筑物的各项标准进行检验，确保在受力以及各建筑部分协调上具有可行性，最低标准是在使用期内不能发生结构安全问题，同时在建筑施工过程中应该体现经济性特点。在设计中除了要满足正常使用需求还要考虑一些突发情况，例如受到地震等因素的影响，保证承受一定范围外力的影响，保障居民的生命财产安全。在设计中应该考虑到相关因素可能造成的影响，利用BIM技术对设计方案进行演练，并结合仿真结果在设计之初利用有限元及力学原理，从不同角度进行受力分析，从而保障设计的合理性与安全性。

七、结束语

总之，在建筑结构设计中，应当科学的进行结构设计、确保建筑结构能够承受各种环境下的外力作用，这样才能够确保人民的生命财产安全。BIM技术的合理应用，能够有效提高设计的合理性，可行性同时兼具经济性，最大限度提高建筑质量，为国家和人们的利益提供保障。

（作者身份证号码：1.152326198912252018；

2.231182198909042510）

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