建筑结构设计中BIM技术的运用探究

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　　摘要：建筑结构设计是否合理关系着建筑工程的质量与安全，在以往结构设计工作中，大多都是采用二维平面结构设计，这种方式的不具备良好的可视性，会受到诸多因素的影响，难以达到最佳的结构设计效果。在BIM技术的运用下，能够使计算機信息技术与结构设计得到合理的结合，优化结构设计效果。本文将对BIM技术在结构设计中的运用展开讨论，以期为业内设计人员提供参考。
　　关键词：BIM 技术；建筑结构设计；运用
　　引言：
　　市场经济迅速发展下，国内建筑领域进步速度越来越快，BIM以其自身优势在建筑领域中得到了迅速的推广运用。作为工程项目中的重要组成部分，工程结构设计水平关系着工程建设整体情况，为此，应当在建筑结构设计中合理运用BIM技术，以实现工程结构设计目标。
　　一、BIM 技术的概念
　　近年来建筑行业得到巨大的发展与完善，加上城镇一体化建设进程的加快，建筑规模在不断的扩大，建筑形式更加的多样化。在此背景下，获取更多的信息资料成为设计人员在进行建筑结构设计时的关键。这就需要设计公司通过各种渠道和方式进行信息的收集，对于收集到的信息进行深入分析与利用，以此达到提高施工效率，缩短工期，提高企业经济效益的目的，同时也能更加有效的提高建筑企业安全管理工作的水平。BIM 技术是一种新型的技术，借助该项技术可以实现建筑结构设计由二维向三维的转化，建立数据共享平台，实现各部门、各专业的资源信息共享。在进行建筑结构设计过程中，利用该项技术可以实现建筑工程师、设计人员与业主等所有参与者共享数据信息，建立可视化的数字模型，通过对建筑结构的反复分析与模式，不断的调整与优化建筑设计，同时帮助企业降低各个阶段的成本，缩短施工时间，提高企业的经济效益。
　　二、BIM 技术的主要应用特点
　　1、信息化特征
　　BIM 技术是现代信息技术的代表，集成了现代信息技术的强大功能，可以对海量数据信息进行分类储存和分析管理，建构科学的信息模型。建筑信息模型为后期项目建设奠定了基础，设计人员需要对建筑模型进行优化，确保各项参数的准确性。BIM 技术构建了信息平台，设计人员可以登录信息平台，对建筑结构进行不断优化，实现建筑设计的一体化。信息建模型以数据库作为基础，记载了建筑结构信息、施工材料信息、建筑构件信息等。设计人员可以通过查询功能快速检索数据，加快建筑结构设计的速度。
　　2、良好的协调性
　　在开展工程结构设计作业时，要由多个部门共同参与，但因各部门的职能不同以及相互交叉，就需要做好各部门的协调工作，以往在结构设计工作中，会暴露出许多的问题，当某项环节存在问题后再进行补救，很可能会对施工作业的进行产生影响。而通过运用BIM技术，能够为各部门的沟通协调提供便利，避免上述问题的产生，借助BIM技术可以形成协调数据，为各部门工作的开展提供可靠依据，确保结构设计工作的高效完成。
　　3、高效性特征
　　建筑设计过程中互产生大量数据，如何对数据进行分类管理，成为设计者关注的重点问题，BIM 技术解决了设计人员的困扰，可以将数据储存到适当位置。当建筑结构设计中的数据发生变更时，BIM 系统将根据变化数据调整建筑工程模型，对相关信息进行快速修改。BIM 技术还可以实现模拟施工的目标，对建筑场景进行还原。在 BIM 技术的作用下，建筑结构设计将更加高效。
　　三、BIM技术在建筑结构设计中的应用
　　1、了解建筑结构及建筑场地
　　建筑工程结构需要满足许多性能要求，包括稳定性以及安全性等，若实际建筑结构不满足相关性能要求，则会存在风险隐患。因此，在结构设计时，必须要保证各部分的结构满足相应的性能要求。而想要实现这一目标，就应当对现场场地与工程结构情况进行深入分析，同时结合场地具体情况优化结构设计。实际对现场场地进行分析时，地理信息系统与BIM技术的合理结合，能够清晰的模拟现场实际情况，同时在此基础上进行建筑建模，全面分析各项模型方案情况，最终确定最佳的施工方案。
　　2、在建筑结构性能分析中的运用
　　建筑结构设计工作不仅仅是建筑工程中各种构件的简单组合，最为重要的是建筑整体成型后各部分的应力表现，主要包括建筑整体是否能够在一定的水平和竖向以及振动荷载下维持较高的稳定水平。因此，在进行建筑结构设计的过程中运用 BIM 技术，通过对设计方案进行全面的模拟和分析，从而建立出与建筑主体相互吻合的一体化数字模型，通过应用软件内部的计算和分析功能，对建筑结构的性能进行分析，通过导入相关数据把建筑结构设计方案置于与实际情况相贴近的环境中，从而对方案中的缺陷进行修正和优化。
　　3、参数设计
　　建筑结构参数设计的难度比较大，以钢结构的构件参数设计为例，在开展设计工作时，设计人员不仅要考察构件的位置、构件之间的连接方式，还要找到构件的连接点，确保构件的稳定性。在对钢结构构件进行连接时，必须要对连接梁的高度进行测算，查看构件的连接类型，并对每个构件的参数进行精准设计。BIM 技术提供了三维立体模型，因此在开展钢结构设计中，设计人员应该先对模型中的构件进行调整，并合理控制螺旋数量等。在模型调整过程中，需要保证数据信息的快速接收，根据数据信息来绘制加速构件。
　　4、在建筑结构协同中的运用
　　BIM 技术应用于建筑结构设计中最为重要的特征是，不同专业之间相互协调共同完成建筑结构设计方案，在进行设计的过程中，进行信息的处理和汇总交流，有效的提升了建筑结构设计的高效性和协调性。BIM模型中的建筑工程数据的交流和共享主要指两个方面：一方面是借助中间的数据文件，对不同地区设计软件进行模型设计时需要的相关数据信息进行交流和共享；另一方面是，通过中性数据库的设计，使不同部门之间的数据实现交流和共享，例如，将建筑工程中的土建、装饰等部门专业相互结合，运用统一的平台进行数据处理，实现系统内部的信息交流和共享。
　　5、建立关联性建筑结构模型
　　建立关联性建筑结构模型是一项相对复杂的建筑工作，这一建筑环节有较多的注意事项。在进行建筑设计的时候，相关的建筑工作人员需要清晰的了解到建筑环节各个方面上的相互关联及其关联的影响意义，还要及时的把建筑对称性关联上的问题解决。在建筑结构中使用BIM技术以后，相关的建筑工作人员就可以让建筑在对称性和不对称性的关联方面清晰明了的表达出来。例如，在建筑工程结构中，洞口会依赖在墙体这一媒介上，墙体消失后，相应依赖的墙体并不会与之一起。但是要将墙体这一媒介删除后，洞口没有了以来的媒介就会随之消失。所以，运用洞口与实体相关联，就可以建简易的将墙体和洞口互相关联。这样就可以建立关联性建筑结构模型。
　　结语：
　　在BIM技术实践运用下，能够为工程结构设计创造许多有利条件，不仅会促进工程结构设计水平的提升，也能够为建筑领域的发展进步产生积极影响。当代人民物质生活水平逐渐提高，人们对于建筑的需求也发生了变化，这也对建筑企业提出了更高的要求，企业想要提升竞争力，就应当从结构设计方面入手，努力提升建筑结构设计水平。虽然BIM技术得到了推广运用，但实际运用中还会面临一些问题，这就需要业内人士不断努力，使BIM技术的运用价值得到进一步发挥。
　　参考文献
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　　[2]李君永.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].中国住宅设施.2017（01）
　　[3]周颖.解析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版）.2017（34）
　　（作者单位：重庆钢铁集团设计院有限公司）
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