譚文君

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州 730050）

建筑結構設計中BIM技術的應用探析

譚文君

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州 730050）

隨著科學技術的進步，各種新型的技術不斷涌現，并廣泛應用在社會的各個領域。BIM技術對提高建筑設計和質量有著重要作用，因此在建筑領域廣泛應用。文章主要概述了BIM技術的概念和特點，并分析了BIM技術在建筑結構中的具體應用。

BIM技術；建筑結構設計；應用

改革開放以后，中國經濟快速發(fā)展，建筑行業(yè)作為國民經濟的支柱行業(yè)也得到了快速發(fā)展。隨著人們生活水平的提高，人們對建筑的要求也越來越高。BIM技術應用在建筑工程中，能夠實現企業(yè)不同部門、不同專業(yè)的數據共享。在工程建設過程中，建筑工程師、建筑設計師、業(yè)主等不同的參與者通過共享數據信息，采用共同的可視化數字模型，對建筑結構進行分析和模擬，不斷優(yōu)化建筑設計，便于工程最快完成，提高建筑工程結構設計的質量。

1　BIM技術

隨著現代建筑工程的發(fā)展，建筑的規(guī)模不斷擴大，建筑形式也越來越豐富，工程中涉及到的信息量也在不斷增加。在建筑施工中，如果能及時收集這些信息，并對這些信息有效地利用，不僅能節(jié)省項目工程的成本、縮短工程的工期，而且還能提高工程質量和安全性，避免發(fā)生安全事故。因此，將信息技術在建筑工程中應用效果十分顯著。在建筑工程中，如何科學有效地收集到各類信息，并利用這些信息合理控制工程成本和施工周期，減少建筑項目施工中的失誤，是當下的建筑工程的難點和重點。建筑設計是建筑施工的基礎和前提，也是BIM技術關注的重點。通過BIM技術，實現了建筑設計二維向三維的轉變。

2　BIM技術的特點分析

2.1可視化

傳統的建筑設計往往是通過紙張或者計算機軟件完成的，以便了建筑工程施工階段為施工方提供相應的建筑規(guī)格尺寸和建筑效果圖，但是這些設計圖基本上都是二維的，無法真正展現建筑設計的實際效果。而BIM技術能夠直觀的展現建筑師的設計理念和建筑模型，以便建筑企業(yè)內部的交流。

2.2協調性

為了便于建筑工程的施工，建筑工程在設計階段，需要設計部門不同專業(yè)人員之間進行協調，在內部形成一個標準性的文件，為工程施工進行有效指導。而BIM技術在建筑內部空間設置能起到協調的作用。比如建筑的消防系統的布置、建筑水管、電線布置以及樓梯井的布置等。

2.3模擬性

BIM技術能夠模擬現實中的建筑從而建立工程模型，建筑模型對建筑設計和施工具有參考的意義。比如在計算建筑材料的承受力度和材料配比的時候，通過經驗計算出來的配比數值，有時候并不是建筑工程的實際比例。而通過BIM技術技術，將數據方案輸入數字模擬系統，模擬建筑結構在不同材料之間的受力數值，最后系統會自動生成統計圖，從而有助于設計師找到最佳的配比點［1］。

3　BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

3.1應用在建筑結構與建筑環(huán)境分析中

建筑結構設計不僅跟建筑工程本身有關，而且與建筑工程所再的環(huán)境密切相關。比如建筑工程地區(qū)的氣候環(huán)境、水文條件等都會給建筑結構的設計造成一定的影響。在設計的時候，設計師必須充分考慮到這些因素，才能保證建筑工程的質量。BIM技術與地理信息技術結合，能夠對建筑工程環(huán)境進行全面模擬，模擬建筑施工環(huán)境、建筑模型，針對模擬很快能得到建筑工程的施工條件和施工環(huán)境，選擇最佳的建筑施工方案，以達到建筑結構的最佳效果，從而提高建筑設計的質量。

3.2應用在建筑結構性能分析上

建筑結構設計不是簡單地對建筑工程各個環(huán)節(jié)進行排列，而是將建筑工程的各個環(huán)節(jié)有效地組合起來，形成一個相互聯系、相互支撐的整體，從而滿足建筑結構的牢固性和抗震效果。想要實現這個目標，就必須對建筑結構的性能方面進行有效地分析，如果按照傳統的分析方式，可能需要建筑企業(yè)大量的人員通過收集相關的數據資料，然后對這些數據進行計算得出一個大概的結果。這樣的人工分析方法，不僅耗時耗力，而且得出來的數值與實際情況存在很大的差異，無法保證建筑結構的穩(wěn)定性和安全性。通過BIM技術，將各類數據信息輸入建筑工程的性能分析軟件中，系統能夠快速、準確的完成建筑結構的性能分析，設計人員可以根據分析數據及時調整施工方案，提高建筑結構設計的質量［2］。

3.3應用在建筑結構協同中

運用BIM技術建立建筑模型，并且能夠對建筑工程的各項數據信息進行實時共享和交流。想要達到這這樣的目的，必須滿足兩個方面的條件：①通過中間數據文件完成異地不同設計軟件建立模型時，必須提供相關的數據信息；②通過中間數據庫，能夠實現不同專業(yè)不同部門之間的數據信息共享和傳輸的要求。同時還要把建筑工程中的土方建設、取暖系統、水電等不同專業(yè)進行有效地連接，并通過統一的數據信息處理平臺對這些內容進行規(guī)范，最終達到內部信息暢通的目的。建立數據信息處理平臺的時候，必須要充分滿足建筑各個方面的內容，避免出現某一個參數的遺漏造成結構的不完善問題［3］。

4　BIM技術應用在建筑結構設計中的難點

BIM技術在建筑設計中的主要作用是建立建筑數字結構模型，然后將結構模型的數據信息發(fā)送到分析軟件中，軟件對這些數據進行分析處理，建筑設計師根據這些數據信息不斷完善和更正設計方案和施工方案。BIM技術是基于建筑結構分析和施工圖紙統一的基礎上進行的。在構建BIM建筑模型時，模型空間數據物理模型和空間真實性決定了建筑結構的安全性，這是建筑設計的重要環(huán)節(jié)。建筑材料的性能、力學特征、負載等不同的物理特性會對建筑結構產生一定的影響。因此，建筑設計師在構建數字模型的時候，模塊中存在很多不可變量的參數和參量，這些增加了模型構建的困難。按照BIM技術理論，在構建數字化模型時，最終是要達到工程的物理模型、建筑結構數據分析和施工圖紙能夠達到無縫連接。然而，在實際的工作中，一旦某星構建的數據過于復雜或者不符合相關標準時，就無法實現、模型、數據分析和施工圖紙的無縫連接。只有構建的數字模型結構構建簡單才能實現這個功能。所以在構建數字模型過程中，在連接結構分析數據時，往往因為系統無法實現無縫連接，會丟失很多數據信息，無法達到建筑結構性能分析的目的。當前階段BIM技術應用在建筑結構設計中，結構分析模型和物理模型構建的無縫連接是技術上的一大難點。

5　建筑結構設計中BIM技術的未來發(fā)展

與傳統的建筑設計相比，BIM技術有效利用了計算機信息仿真技術。通過仿真技術，建筑設計師可以根據設計方案對建筑內的各項數據信息進行檢驗，以便修正和完善設計方案，確保建筑設計的方案符合施工標準，避免發(fā)生建筑安全事故。此外，在設計過程中，設計師除了考慮到建筑的正常功能以外，還要考慮到地震等自然災害的影響，我國是地質災害比較頻繁的國家，提高建筑的抗震效果，有利于保證人民生命財產安全。 隨著BIM技術的不斷進步和發(fā)展，未來BIM技術可能要更多與建筑文化進行融合，以促進建筑與文化的融合，避免過去建筑設計和開發(fā)過程中，對當地文化的破壞。

6　結束語

BIM技術應用在建筑結構設計中，不僅能提高建筑設計的質量，而且能降低建筑施工的成本。對建筑行業(yè)的發(fā)展有重要意義。

［1］榮華金.基于BIM的建筑結構設計方法研究［D］.安徽建筑大學，2015.

［2］梁波.基于BIM技術的建筑能耗分析在設計初期的應用研究［D］.重慶大學，2014.

［3］程斯茉.基于BIM技術的綠色建筑設計應用研究［D］.湖南大學，2013.

［4］姬麗苗.基于BIM技術的裝配式混凝土結構設計研究［D］.沈陽建筑大學，2014.

TU3

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1671-3818（2016）09-0078-02