BIM技術在建筑結構設計中的應用

王洪法

浙江利恩工程設計咨詢有限公司，浙江 嘉興 314000

在工業化、城鎮化建設發展的進程中，建筑行業獲得了蓬勃發展，對于建筑工程各個體系的設計要求也越來越嚴格，建筑行業必須深入挖掘自身的潛力和優勢，通過有效的策略進一步提高生產效率，從而實現經濟效益和社會效益的提升。在建筑結構的設計過程中充分應用BIM技術，能夠對建筑項目提前進行信息模型的構建，基于此對項目進行深入的研究及分析，從而確認項目實施過程中的相關細節，以保證項目實施的系統性和科學性，推動建筑行業取得更好的發展。

1 BIM技術的基本概述

BIM技術是一種基于現代化信息技術而實現建筑信息模型構建的軟件工具，它具有強大的功能，能夠對在建筑結構設計中所需要的各種信息資源進行有效的整理和綜合處理。同時，利用BIM技術還可實現設計圖紙的立體化呈現，即構建三維模型，還可對相關參數進行設計，并對設計圖紙的可行性進行檢查，驗證建筑結構設計中是否存在相關漏洞。應用BIM技術可對數據進行實時有效的調整，最大程度上減少建筑施工的過程中發生的返工、重復施工等情況，以保證建筑項目能夠順利實施，使項目成本得到更好的控制和管理。

2 BIM技術在建筑結構設計中發揮的作用

（1）實現建筑結構“智能化”設計。建筑結構設計是每一個建筑項目管理過程中的重要維度，與該項目的整體效果呈現及整個工期的施工進度密切相關。將BIM技術應用于結構設計的環節中，工程人員可利用3D工程模型將抽象的、復雜的設計圖紙進行立體化呈現，同時能夠根據不同的要求呈現出一個完整的建筑項目中不同建筑之間的數據及比例情況，如果出現了設計不合理，通過BIM技術能夠在保持原有設計的基礎之上通過相關工具實現數據的自動調整，有效避免計算失誤，能夠在最大程度上提高建筑結構設計的效率和質量。

（2）實現建筑結構“協調性”設計。在建筑項目的施工全過程中，將涉及大量的圖紙及文件的交流，傳統的方式是實體文件之間的交流，難以實現重要數據的共享，還會因為信息不對稱、信息掌握不全面、信息更新不及時等，造成結構設計中存在大量的問題未及時得到解決，甚至沒有被解決，從而給后期的施工造成極大的影響。應用BIM技術能夠在建筑設計結構設計的過程中，創建相關數據庫，實現自動化的數據共享，進一步優化部門之間、人員之間、項目之間的溝通機制，提高建筑工程設計工作效率。

（3）實現建筑結構“可視化”設計。在建筑項目的結構設計過程中，涉及大量的圖紙結構，通過BIM技術能夠使復雜的圖紙以可視化的方式呈現。同時，通過相關參數的設計，還能夠真實地模擬施工現場，進一步增加建筑結構設計的合理性和科學性。傳統的建筑結構設計主要使用手動技術進行修改，會存在一定的誤差，而BIM技術以自動化模式實現，主要通過計算機技術進行操作，能夠準確呈現和展示設計思想、設計思路。同時，還能有效評估建筑材料的使用是否符合節能標準，有效增強建筑項目設計的可行性。

3 建筑結構設計中BIM技術的應用實踐

（1）性能分析階段：智能化驗證建筑結構設計的穩定性。在建筑結構設計過程中，需對建筑項目的性能進行綜合分析和改進。通過BIM技術可以將其中的部分結構設計直接轉變成相應的數字模型，同時通過智能化手段進一步驗證整個建筑結構設計的穩定性。例如在地下室的建筑結構性能設計過程中，不僅需要考慮到地下管道的布置情況，還要考慮具體建筑材料的使用情況。在進行結構設計前，可通過BIM技術對地下室的環境進行相應的設置，從而實現對設計路線的自動規劃，有效提升結構性能分析的效力。在項目具體的執行過程中，如果出現建筑物比例問題或質量問題，應用BIM技術能夠快速啟動自動修復的功能，及時完成修復操作，并將相應成果進行可視化的展示。

（2）圖紙設計階段：全面評價和分析結構數據的合理性。在建筑項目的圖紙設計階段，BIM技術可以構建3D圖形，并以此為基礎更加全面地評價和分析相關數據，為后期工作的便利性奠定基礎。在傳統的設計過程中，如果需要對設計圖紙的某一部分實施改動，則需要對最初的結構設計及結構性能進行綜合考慮，再確定具體的改動措施，而多次修改的設計方案會在一定程度上增加項目的運營成本，有時甚至會偏離設計要求。在建筑項目的圖紙設計過程中應用BIM技術，可將重要的參數錄入整體系統中，并及時確定建筑結構設計目的，以得到合理的修改建議。例如在某海島旅游綜合項目中，會所單體位于該海島的第一高地南坡，享有全島最為廣闊的景觀面。屋頂進入層被處理為一個反射天光云影的水池，與山色融為一體，該項目總建筑面積約2800m2，地上沿坡地2層，局部地下1層，建筑高度為10.20m，抗震設防烈度為6度，采用框架結構（見圖1）。該會所單體順應山勢布置，嵌于山坡之中，外形為曲面，雖然體量不大，但內部空間較為復雜，對結構梁柱的布置要求較高，在施工圖設計階段，可以采用Revit軟件進行結構模型的復核（見圖2），對影響內部空間使用和影響觀感的梁柱進行調整，為項目準確實施提供保障。

圖1 會所鳥瞰圖

圖2 Revit軟件建模的三維模型圖

（3）參數設計階段：通過簡單操作實現組件組裝。將BIM技術應用于建筑結構設計中，最核心的部分就是數據模型的建立，其不僅是簡單地分析和修改參數，而是需要對相關參數進行準確的設定，從而展示出整體建筑在結構設計方面的幾何造型及具體的建造屬性，同時展現出整個建筑結構設計中所有相關的建筑參數。在建筑結構設計的過程中，需對相關組件系統進行組裝。傳統的組裝方式需要設計人員根據整體設計的要求和參數經系統分析后再進行修改。通過引進BIM技術，其操作非常簡單，只需對結構設計進行簡單的改動，就能夠實現組裝。同時整個過程中能夠通過自動調整參數的方式實現，有效保證了建筑的安全性，也能充分滿足客戶提出的個性化建筑設計要求。

4 結束語

綜上所述，BIM技術在建筑結構設計中不僅能夠有效提高設計效率，還能進一步保證建筑物的安全性和施工的有效性。因此，在建筑結構的設計過程中，建筑人員應該積極應用BIM技術，充分發揮其價值，使整個建筑結構設計更加智能化，并通過可視化的方式快速展示建筑方案，進一步提高建筑物的質量，有效保證建筑項目能在預期工期內完成，同時為項目建設的后期運營管理提供極大的便利，有效滿足我國建筑行業發展過程中的各項需求，推動我國建筑行業的穩步發展。