BIM技术在建筑结构协同设计中的应用

 摘要：本文主要对BIM技术进行理论方面的探讨和分析，并对其结构专业中的实际应用价值进行了分析，希望能为BIM技术的推广和应用提供一些参考。

关键词：BIM技术；协同设计；应用；探讨

建筑信息模型，即BIM(BuildingInformationModeling)技术，是现代建筑业在发展过程中，不断应用和开发的协同工作式的全新理念，起源于欧美，但是我国引进后，在我国工程建设行业逐渐得到得到大量的应用。

1BIM技术概述

在建筑结构设计的过程中运用BIM技术，既能够有效地把握施工质量，缩短工期，又能节约项目投入的成本，并且在整个施工中安全性可以得到有效保障，所以，对于工程相关数据量巨大的建筑业而言，信息技术的应用可以发挥其巨大的价值。在建筑行业进行BIM技术的核心技术原理的应用和推广研究，将会为建筑设计领域开启一扇新的大门。BIM技术原理在于以数字模型来实施建筑结构相关的设计、施工、管理等各项工作内容，从BIM技术的应用方面我们可以总结概括以下的几个主要特点：支持协同设计、工作可传递性和信息集成[1]。

2BIM技术在建筑结构协同设计中应用

2.1建筑结构协同设计的理念

在建筑业发展的过程中，建筑协同设计理念满足了建筑、结构、设备等各个部门在平台下有序安排工作的要求，因此逐渐受到了建筑企业的重视。建筑工程项目的各个部门都可以利用BIM平台上的核心建模软件来进行建模，并与设定的项目中心文件进行对接，如果对信息进行新的创建或修改，那么中心文件就会发生相应的改变，这个中心文件的本质就是建筑信息模型，该模型就具有信息共享功能。利用BIM技术平台上的碰撞检查功能，能够完善设计师的设计，如设备管线之间、结构布置与建筑洞口的碰撞检查。建筑结构协同设计的理念，能够有效提高结构与建筑、设备等各个部门在工作中的沟通效率，加快设计的进行进度，充分节约资源，提升建筑企业的经营效益。

2.2基于BIM技术的可视化设计应用

利用BIM技术可以通过数字化的建筑构件，来代表现实环境下的真实建筑物构件。BIM技术的出现，改变了以往需要借助计算机辅助绘图软件绘制几何图形来进行设计的方法。当落实设计方案的初始阶段，利用BIM技术平台中的三维实体模型可以对于建筑的结构造型和功能布局进行全面细致的剖析。现代建筑的规模较大，结构复杂，针对这一点，BIM技术平台下的可视化技术可实现通过动态演示建筑的结构模型，此外，BIM技术平台也可以实现对建筑结构选型的适配性进行控制的功能，从而得到建筑结构设计的最佳方案。进行施工图设计阶段，利用基于BIM技术的可视化设计，可减少工程设计出现的纰漏，减少工程设计方面的投入[2]。

2.3基于BIM技术的参数化设计

（1）相关数据的参数化建模。建筑设计中应用复杂的自由曲面，已经成为一种当前的流行趋势，BIM技术中借助对参数值以及参数关系进行定义，在相异的参数化之间进行约束和关联，在结合建筑地形特点的基础上，进行结构形体的创建，因此大大提高设计的效率。

（2）创建建筑结构分析模型。BIM技术不仅仅能够处理建筑结构的物理、几何信息，还可以具备对结构信息数据的科学分析功能。BIM技术可以实现创建建筑结构实体构件的同时，自动生成分析模型，该模型可以对杆件拓扑信息、刚度数据、节点信息等结构信息进行分析。应用BIM平台的分析检查功能的优势在于可以保证分析模型的合理性，将设计方案导入平台上专业的结构分析软件中，软件可以自动分析出结构构件尺寸、材料特性是否适合结构设计的相关标准，这样就能够实现相关资料信息的高效的分析处理。

（3）多方案的结构优化设计。在建筑项目的建设过程中，处理建筑模型可以有多种的相关方案，因此，参数化BIM平台上就相应地能够允许设计师，以一个结构设计模型并行设计和开发多个备选方案。实施模型的可视化、量化和假设分析时，模型中就设定有相应的选项，比如，业主需要在阳台上设置凉棚，但是特定布局和材质设计师在设计时无法拿定主意，那么就可以利用设计选项的功能，开发出多个方案供业主进行选择。同时可以基于结构优化设计的需要，设计师利用BIM平台便捷、高效的工程量统计功能，了解设计的相关信息，来进行项目预算的编制。

（4）BIM自动出图功能。建筑结构设计中，图纸是设计信息模型的直观体现。从模型的视图角度看，图纸类型有很多，平面、剖面、立面和三维视图等。传统的设计工作中，需要进行设计方案的调整时，通常是以手动方式进行图纸修改的。由于设计方和施工方之间的信息不对称，假如设计方案在实际的施工中遇到问题，那么就需要进行返工，这会造成施工企业的巨大损失。应用BIM技术的优势在于建筑结构设计的图纸和相应的模型以及相应其他数据信息都存在一定的关联性，因此，设计师只需要将精力放在建筑结构设计上，不需要担心设计的调整变更工作。

3BIM应用的相关思考

BIM技术已经应用已经十分广泛。上海地标性的建筑，如上海中心大厦项目建设中BIM技术就有发挥其极大的应用价值，通过BIM技术的协同设计和出图的高效率，大大缩短建筑结构设计的周期，利用BIM技术可以配合项目的建筑、设计及其他部门实施碰撞检查，完善建筑项目整体的协同设计模式，这相比于传统的结构设计方法中部门之间缺乏有效连接的劣势有了极大的改善。当前BIM技术的应用中也存在一些问题：①BIM技术应用存在的相关问题，很多从业多年的老工程师一直以来是以二维设计的方法来进行建筑结构的设计，对于BIM技术应用中先进的三维设计方法，在适应和上手阶段需要很长的时间。②BIM技术层面的相关问题，需要考虑相应的软件和硬件。当前，国内BIM技术软件市场上软件都不够完善，设计出图不够精细，而且设计图纸出图后需要设计师再进行信息完善，因此工作量依然很大。③BIM设计流程的相关问题。BIM设计多为三维出图，这和传统的二维审图报批的程序之间存在冲突，政府应当密切注意建筑结构设计中BIM技术应用标准的实施和完善，为BIM技术的推广奠定坚实的基础。

4结束语

虽然在BIM技术推广应用，其中协同设计的理念以及很多的规范性内容，对于设计人员、施工人员在工作中的适应和上手操作是一个问题。但随着我国各个设计单位对BIM技术的不断尝试和应用，以及在实践中完善软件系统，BIM技术会在建筑行业的应用发展中，逐渐对传统的按照建筑生命周期进行工作的方式进行改进，发挥其巨大的应用价值。

参考文献：

[1]方婉蓉.基于BIM技术的建筑结构协同设计研究[D].武汉科技大学,2013.

[2]邵光华.BIM技术在建筑设计中的应用研究[D].青岛理工大学,2014.