BIM技术在建筑结构设计中的应用分析

摘 要：随着社会经济快速发展，房地产行业的影响日益扩大，建筑行业的标准和要求也越来越高。建筑结构设计作为建筑行业的基础，不仅涵盖了设计师对施工建筑的所有表达，更是整个建筑施工阶段最基础最重要的一个环节。

关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用

中图分类号：TU17文献标识码：A

引言

进入新世纪以来，我国的社会主义市场经济持续繁荣，建筑行业进入快速发展阶段。在工程建设中，结构设计占据重要位置。只有提高结构设计水平，才能保证建筑项目的整体质量。BIM技术是现代技术的代表，将这一技术应用在建筑结构设计中，可以收获事半功倍的效果。因此必须把握BIM技术的内涵，发挥BIM技术的应用价值。

1BIM技术的主要应用特点

1.1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。

1.2协同性特征

BIM技术具有突出的实用价值，其为设计人员、业主和施工方提供了互动沟通的平台，主体可以通过登录平台来传达主体需求，实现单位之间的信息连接。设计人员在完成工作后，需要将模型信息发送给业主，在业主认可的前提下指导施工方工作。BIM技术可以对建筑结构要素、建筑构件要素等进行检测，分析构件之间的影响要素，并提出削弱外部影响的策略。通过BIM技术，建筑设计质量将明显提升，建筑工程项目可以满足多方主体的需要。

1.3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。

2BIM技術的积极作用

2.1规避施工隐患提高工程质量

工程质量直接影响着整个项目乃至整个行业。在建筑项目的实际操作过程中，施工人员专业技能水平参差不齐，容易滋生违规施工或者不按照既定图纸实施工等问题，影响工程质量和项目进度。BIM技术通过三维建模，可以对施工技术进行全方位的仿真模拟，有效验证施工技术的可行性。

2.2优化项目环节提高企业利润

建筑项目具有难度大、周期长的特点，从前期筹划到后期施工都存在着工程变更的可能，每次变更不仅加大了项目难度，而且对成本的把控增加了难度。从规划投标到工程实施，从项目变更到竣工结算，BIM技术可以帮助企业在各个阶段有效的进行成本管理，将企业的成本利润进一步最大化。同时BIM技术可以对信息数据直接提取和存储，通过对数据进行规划和重组，建立信息模型，不仅方便项目参与的各方人员进行数据交流和共享，而且能一模多用，对企业的长期发展有积极的作用。

3BIM技术在建筑结构设计中的应用难点

3.1BIM技术实际应用成本高

由于BIM技术软件由国外开发，国内施工企业在项目前期需要自行购买软件，再对从业人员进行技术培训，然后才能正式投入到BIM技术的应用中。原本BIM技术在监护项目中的应用周期就比较长，针对这项技术的专业咨询费用也较高。前期过长的人员投入、资金投入等，对整个项目的收益有所影响。过高的成本压力，使很多企业望而却步。

3.2易受外部影响

在应用BIM技术进行建筑结构设计时，需要建构基础模型，并将建筑模型放到结构分析软件中，对建筑结构进行分析和计算。建筑结构分析软件可以提供反馈意见，设计师根据反馈意见，可以对建筑结构设计模型进行修正。反馈信息的过程就是设计方案更新的过程。因此从这个角度来看，以BIM技术为基础的建筑结构设计，是动态与静态的统一。一方面，设计人员要关注建筑模型的真实性、科学性，确保建筑模型的实际应用价值。另一方面，设计人员要对建筑模型的外部环境变化进行分析，使建筑模型设计与施工实相符合。建筑结构设计容易受到建筑材料、建筑构件的影响。在荷载组合不当、力学特征分析不力的情况下，很容易出现设计失误，阻碍后续工作的顺利展开。

3.3自主研发技术有待提升

BIM最早起源于美国，目前应用于BIM技术的软件也基本是由国外发达国家开发。同时，BIM技术的应用主要集中在世界发达国家的建筑项目中。虽然目前在中国也得到了较为广泛的应用，但目前我国的技术研发能力依然处于相对落后的阶段。由于国内外的各种因素差异，BIM技术软件对国内的很多项目并不适用，这在很大程度上对建筑企业的二次研发技术能力提出了重要挑战。BIM技术是比传统的CAD操作难度更大，在实际的应用过程中，面临着一定的技术风险。

4BIM技术在建筑结构设计中的应用路径

4.1可视化设计

在传统建筑结构设计中，大多数设计人员会采用CAD技术，形成完整的建筑设计图纸，并将建筑设计图纸发放给施工方，让施工方按照设计图纸内容进行施工。建筑结构设计并不是一项简单的工作，设计人员需要对建筑结构构件进行分析，展示建筑结构构件的详细信息。CAD技术无法对建筑结构构件进行细节展示，在一定程度上会影响建筑结构设计的实效性。为了避免出现上述问题，可以应用BIM技术，形成建筑结构的三维立体模型。立体模型明确了各个建筑结构构件的位置，设计人员可以对建筑构件进行直观分析，对不符合要求的建筑构件进行优化和改进。在生成三维立体模型之后，设计人员可以对建筑结构进行布局调整和规划安排，计算建筑物体量。BIM技术是可视化过程中的重要技术，而可视化技术可以对建筑结构进行动态考察，直至得到最佳设计方案。

4.2提升自主研发能力

鼓励企业间开展技术交流，开展国外技术人才的引进，对先进的技术开展借鉴和学习。同时在国内开展人才的培养，从企业到学校，为人才的储备打好基础。为技术的开发和研究提供源源不断的储备力量。

4.3降低企业对BIM技术应用成本

对新技术进行一定程度的政府支持，同时组织联合开发，群策群力，将BIM技术进行本土化，使之为我所用。将技术与我国的项目进行有效的结合，通过多次的磨合和经验总结，不断探索和开发适合中国本土化的BIM技术。

4.4参数设计

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計。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。

结束语

BIM技术在建筑结构设计中应用有着积极有效的作用，不仅能简化工作流程，提高工作效率。尤其在现代建筑项目的实施中扮演着不可或缺的重要角色。但越是重要的事情，就越是要引起我们的重视。通过进一步的探究可以发现，在建筑结构设计中的BIM技术的应用还面临着很多问题，从法律监管的力度到行业标准的制定，从技术研发到人员的能力提升，这些问题都需要我们一步步来解决。

参考文献

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（作者单位：东台美年达建筑装饰工程有限公司）