BIM技术在建筑结构设计的实用性

 【摘要】当前我国信息化技术发展得越来越快，对项目建设过程的要求也越来越高。在项目建设过程中，仅使用传统的设计与施工方式已经不能达到目前相关规范的要求，而使用BIM技术可以保证工程项目的质量达到标准，并且避免成本的浪费，有利于项目建设的顺利进行。论文简要介绍了BIM技术的特征，并对其在建筑工程结构设计中的应用进行了详细的分析。

【关键词】BIM技术；建筑结构设计；应用

1引言

现代科学技术推动了建筑行业的发展与进步，促使现代建筑功能更加复杂，居民对建筑的要求越来越高，各种先进技术逐渐被推广应用，在建筑结构设计中，BIM技术的应用可以提高设计效率，有助于提升建筑产品的整体质量，本文主要对该技术的应用进行探讨。

2BIM技术特征

信息集成是BIM技术的一大特点，在该软件系统中，各个信息模块是独立的，在这个模块中，可以完成每个专业信息的修改。在BIM平台中，可以为每个专业的设计人员提供设计平台，从而达到集成化设计理念的应用。在BIM平台中，数据库是最为重要的内容。三维模型组建成了数据库，其中包含多种信息内容，如建筑空间信息、零部件尺寸、规格、施工过程方法等[1]。在模型中，设计人员能够快速找到需要的相关信息，这一优势在建筑结构设计中有比CAD制图更加重要的应用价值。BIM系统能够加强各参建方之间的联系。在建筑结构的设计过程中，设计人员可以构建建筑设计可视化模型，然后实现业主、建设单位、施工单位、设计单位等各个部门之间的沟通，让各方了解设计内容并提出意见，设计人员综合考虑各方意见和施工实际情况后，可以及时调整建筑结构设计方案。在建筑模型构建完成后，还可以对后期管线安装等工作进行检测，减少设计失误，确保后期施工的顺利开展，降低设计变更概率，在提高设计效果的同时节省时间和成本[2]。设计人员进行建筑结构设计过程中，可以修改一些结构参数，修改后，BIM技术能自动完成其他相关数据的更正，最终体现在相关设计图中。同时，BIM技术还能对整个施工过程进行模拟，从而减少设计人员在施工现场的调查时间和精力，同时，该技术也可以缩短设计时间，促使设计效率效果得到显著提升。

3BIM技术在模型构建中的应用

3.1基于IFC标准的BIM模型构建

在使用BIM技术的过程中，需要涉及多种软件，如计算软件、作图软件、工程量、造价分析计算软件等，为了解决这些复杂的软件问题，可以采用IFC（IndustryFoundationClasses）标准格式，通过IFC标准格式对最小结构单元的几何尺寸、材料性质、组织形式等进行定义处理，并通过建立BIM材料族库完成各个软件的正常运行。以砖墙结构为例，可以通过IFC标准模型明确砖墙结构所需材料的尺寸、物理性能、力学性能要求，确定需要采取何种规格的砖块，然后通过关联材料实体完成砖块和墙体材料之间的联系，最终确定工程方案。

3.2BIM结构模型的构建

建立BIM建筑模型时，建筑的所有材料信息都需要录入系统中，建筑结构的梁、板、柱等构件规格、尺寸等在系统材料数据库中有清晰的记录，通过该系统可以明确建筑结构模型。例如，在设计建筑墙体结构构件过程中，应定义好建筑实体，然后通过系统对建筑构件之间的关系、楼层实体之间的联系、空间结构联系进行直观的展示。

3.3关联性结构模型的构建

各构件之间的联系是建筑结构设计中需要重点考虑的问题，通过BIM技术建立的建筑模型，可以对建筑结构各个部件之间的关系进行直观地分辨，通常建筑结构有2种关联：对称性关联和非对称性关联。将2个存在主要和次要关系的建筑称为非对称性关联，在进行建筑实体修改时不会改变建筑主实体。例如，墙体和洞口存在主要和次要关系，在墙体上附着着洞口，删除掉墙体的话会同时删除掉墙上的洞口，而仅删除次要的洞口不会对墙体的存在产生影响。

4BIM技术在建筑工程结构设计中的应用

4.1可视化3D模型的建立

三维模型技术是BIM技术的基础，在当今的建筑设计领域中是一种全新的技术，人们可以在建立三维模型的基础上直观地对建筑有一定的了解，在传统的设计工作中，通常使用AutodeskCAD软件进行绘图工作，CAD可以把建筑结构的各方面的数据信息展现给用户，而使用BIM技术可以把建筑的三维立体模型更加形象地展示给用户，使专业和非专业人员都可以对建筑结构的各种数据信息建立清楚的认识。目前，我国的相关设计人员通常使用BIM技术对建筑的结构布局进行动态演示，使相关人员更加直观地对建筑的各参数信息进行清晰的了解，并在分析数据信息的基础上，设计最合理的建筑结构，确定最合理的施工方案。除此之外，相关人员在分析研究BIM模型的基础上，可以及时发现设计过程中的不足，并及时制定相应的解决方案解决问题，保证建筑的质量。

4.2建筑结构参数设计中BIM技术的应用

在使用BIM建筑结构设计模型的过程中，会产生数据库，其中涵盖全部的设计数据信息，而且在BIM模型中，所有的设计数据信息之间都有一定的联系，是统一的整体，不同专业的工作人员都可以针对模型的不足之处进行合理的修改，相关人员还可以通过分析建筑模型中的数据信息对建筑结构的形体进行合理的构建。使用BIM技术，还可以保证建筑结构的设计工作更加符合标准、更加可靠，使建筑设计朝着数字化的方向发展。

4.3建筑工程空间位置碰撞检查

传统的建筑结构设计中，对钢筋预埋件等小构件并没有给予足够的重视，常常在后期施工中由于设计方案不达标而导致钢筋、预埋件之间难以良好地施工，最终对建筑工程结构整体质量以及施工进度、造价等造成不良影响。而BIM技术的应用能够通过碰撞检查模拟施工过程，发现后期施工中存在的问题，进而在设计阶段进行调整，避免施工中出现空间碰撞问题。同时，通过BIM技术的碰撞检查功能还能够提前做好和业主、设计单位等各方的联系，及时做好变更处理，减少返工等问题，提高工程的施工进度和质量。

5结语

使用BIM技术建立相关的数据模型，可以使不同的专业应用使用统一的工作平台，提高工作效率。特别是目前的建筑结构设计越来越多地考虑了节能等方面的问题，使用BIM技术可以更好地满足人们对建筑的各项需求。与此同时，使用BIM技术，建筑结构设计师可以更加投入地进行设计工作，使设计工作有更多的方法可以选择。

【参考文献】

【1】郭士刚.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].工程技术研究,2017(11):224-225.

【2】金伟伟,张瑞霞.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].住宅产业,2017(10):59-62.