建筑結構設計中BIM技術的應用研究

王傳坤 王經萍

*通訊作者：王傳坤，1987年7月，男，漢族，山東臨沂人，現任煙臺市萬光建筑有限公司項目經理，工程師，本科。研究方向：建筑工程。

摘? ? 要：隨著科學技術的進一步發展，各行業對于BIM技術的應用越來越廣泛。在建筑結構的設計過程中，對于BIM技術的應用，能夠有效提高建筑結構設計質量與水平。通過對BIM技術的應用，能夠對建筑結構的相關資料進行收集，通過對BIM資料體系的建設和完善，對建筑結構設計過程中的內容進行分析和整理，從而更好地滿足建筑結構設計的效率與質量。本文就BIM技術如何更好地應用于建筑結構設計之中展開了研究和分析，以期對提高建筑工程結構設計質量水平帶來積極影響。

關鍵詞：建筑結構;結構設計;BIM技術;應用研究

一、BIM技術的技術特征

（一）信息集成化

信息技術的日漸發展帶動了建筑結構設計技術的創新，傳統建筑結構設計方式的弊端日漸暴露，而BIM技術在各種建筑結構中的應用，有效發揮了這一技術的信息集成化優勢，通過BIM模型的構建，有效將全部的結構數據與信息集成在該模型中，而相關的設計人員可以直接在該模型中共享這些信息。因此，BIM技術下的結構設計，數據集成化特征突出，再加上在模型中三維技術和計算機技術等的輔助，也就構建了完整的建筑結構數據庫，在該數據庫中包含了各種類型的數據，經由對這些數據的分析和利用，也就確定了每個建筑結構模塊的相應規格和參數，大大提升了結構設計質量[1]。

（二）促使設計統一化

因為BIM技術的模擬性和可視化特征明顯，就使得在利用該技術開展結構設計工作的過程中，所呈現出來的結構設計視覺效果更為突出，專業設計人員在設計的同時同樣可以詳細掌握關于建筑工程的光源、材質屬性等多種信息，在信息全面把控的基礎上，達到了設計優化的目的，建筑工程的節能效果相對理想。因為全部的工程信息都可以在BIM模型中得以共享，也就使得設計統一化得以實現，建筑光源等細節性的設計問題得以解決，保障最終的結構設計符合經濟性、技術性的要求。BIM技術下的建筑結構設計組織結構如圖1所示[2]。

（三）BIM技術具有工作的傳遞性

BIM技術可以對相關數據進行收集，并將相關數據聯系起來，形成一個大的數據庫，它能夠有效地提高建筑行業的工作效率。建筑工程在設計的過程當中，并不是一次設計就可以完成的，它需要對其進行反復修改，而BIM技術能夠對相關修改內容進行記錄，將修改的數據自動反饋到模型構建中去。修改的過程當中并不需要設計師自行更改鏈接或修改圖紙，BIM技術將對其進行自動修改。其次，它還能進行施工模擬，提前分析各種要素，為施工提供便利。設計人員可依據施工模擬，對于在施工過程中可能出現的問題提前進行預測，極大地提高了設計的效率。

二、BIM技術的發展現狀

通過近年來對BIM技術的觀察發現，BIM技術在我國建筑領域中具有良好的發展前景，但BIM技術本身的發展存在許多問題。例如，建筑企業并未使用統一的建筑模型數據，從而導致項目施工出現了重復與浪費模型等現象，除此之外，各建筑企業一味地追求經濟利益，因此關于BIM技術的應用難以形成統一的標準，且BIM技術的應用范圍較小，針對性強[3]。

BIM技術是一種設計理念，更是一項技術手段。據統計，國內部分企業未使用統一的建筑模型標準，如此一來，各設計環節之間的模型交互數據將會受到嚴重影響，且設計目標不夠明確，甚至在實際施工過程中會發生多次返工返修等情況，從而延誤了建筑工程的施工周期，不利于工程項目最終的質量驗收環節，嚴重影響了建筑企業的經營效益。

為了有效凸顯出BIM技術在建筑結構設計與施工中的積極效用，技術人員應當認真剖析BIM的技術特征。首先，BIM具有協調性，協調是建筑施工中的重點內容;其次，BIM具有可視化特征;再次，BIM技術具有模擬性特征，具體而言，該技術不僅可簡單模擬建筑模型，還可以建立現場周邊環境的虛擬現實場景;最后，BIM技術具有優化性特征。

三、建筑結構設計中BIM技術的應用

（一）BIM技術在場地分析中的應用

BIM技術在建筑結構設計過程當中，對于加強場地分析工作就有著十分重要的意義。一項建筑工程在施工之前，首先需要對場地進行合理的分析，分析工作是保證建筑結構，設計合理性以及科學性的重要基礎，依據場地現場實際情況進行設計，能夠提高設計質量。傳統分析工作中存在著較多的問題，容易出現數據錯誤，出現各種各樣的漏洞，再加上分析人員在對其進行分析的過程當中會受較多主觀因素的影響，會使得分析結果存在著一定的不準確性，這種分析結果會讓建筑結構在設計的過程當中出現各種各樣的問題。而在當前的設計過程當中，可采用BIM技術對施工現場進行分析，進一步提高分析的準確性以及完整性，使得分析結果能夠更好地滿足建筑工程結構設計需要。BIM技術在場地分析的過程當中還應與地理信息系統相結合，通過對施工場地數據的實時收集來建造相應的技術模型，使得設計結構更加具有合理性以及科學性，提高設計質量以及設計效率。

（二）BIM技術在裝配式建筑上的應用

建筑行業在現代化的發展過程中，裝配式建筑日漸興起，整個建筑領域的裝配式建筑逐步增多。裝配式建筑結構設計中，BIM技術具有以下多種優勢。

1. 因為裝配式建筑中的預制構件生產和制造中，BIM技術可以從“可視化”和“3D”模擬的角度對預制構件生產制造的全過程加以質量和過程控制，無論是構件和配件生產，還是物品的庫存和現場管理，BIM技術都有著突出的優勢。因為在整個裝配式建筑工程施工中，所需要的構件數量眾多，施工現場常常伴隨著構件找不到或者找錯的情況，而在BIM技術的輔助下，嚴格的現場管理有效避免了這一情況的出現，使得各種結構構件都能夠得到最為合理有效的利用。[4]比如，BIM技術與RFID技術的有效配合，使得各個構件均能夠實現實時的跟蹤監測和管理，避免了傳統人工管理方式下所存在的構件利用問題。

2. 5D施工模擬下，有效實現了對裝配式建筑成本、進度、質量等的有效管理，促進了裝配式建筑目標的實現。在3D-BIM模型基礎上，經由時間和資源維度的引入，形成了完整的5D-BIM模型，在該模型基礎上，工程企業可以直接在該模型中開展相應的管理和控制，使得全部的工程資源均能夠得到合理的分配，結合工程進度計劃和質量目標，對施工全過程加以動態化模擬。

（三）在參數設計中的應用

BIM為建筑施工與結構設計提供了可視化思路，通過線條繪制表現實際的建筑模型，將原本紙質、平面的設計圖紙轉化為三維立體實物圖，展現在施工人員與設計師的面前，及時發現設計與施工問題，有效避免了安全風險及質量問題的發生。

利用BIM技術，建筑結構設計的過程中即可獲取預期施工效果圖，為建筑施工指明了方向，并且有效排除了建筑施工時極有可能發生的風險問題與質量問題。傳統的施工效果圖不包括除構件大小、位置及顏色外的其他信息，這就意味著不同構件之間缺乏互動性與反饋性，而BIM技術可將整個施工過程進行可視化，以此彌補這種互動性與反饋性的不足。

對于建筑工程而言，各構件設計的參數設置具有重要意義，設計師在設計建筑結構的過程中應當加以重視。隨著時代的發展，傳統的參數設計手段無法滿足現代化建筑企業的施工標準，故而需要將BIM技術有效地融入各結構的參數設置中，科學合理的參數設計有助于后續施工作業的順利開展，同時滿足建筑企業的現代化建筑要求，包括功能、質量等。

建筑機構設計需要系統地組裝零部件，而傳統的組裝工作要求設計人員結合建筑結構設計的要求與設計參數，經過全面剖析之后才能制訂并修改方案。如果在建筑結構設計參數的過程中應用BIM技術，那么各項參數的設計難度將會有所降低。在融入BIM技術之后，僅需要對結構設計方案進行輕微的、適當的改動，即可成功安裝組件，以此確保建筑安全性。

四、結束語

綜上所述，在進行建筑結構設計時，應用BIM技術有著非常重要的作用?，F如今，在我國建筑結構的設計過程中，對于BIM技術的應用已經非常廣泛，但仍然有很大的提升和創新空間。作為相關的設計人員，需要在借鑒傳統優秀技術和經驗的基礎上，充分應用和融合BIM技術，將BIM技術的優勢充分發揮出來，最終促進我國建筑設計水平的進一步發展。

參考文獻：

[1]趙連平.建筑工程結構設計中BIM技術的應用[J].工業建筑， 2020，50（11）：223.

[2]趙妍娟.建筑結構設計中BIM技術的應用實踐分析[J].建筑與文化， 2021（5）：14-17.

[3]李一鳴.BIM技術在現代建筑結構設計中的應用分析[J].住宅與房地產， 2021（6）：117-118.

[4]席新元.BIM技術在建筑結構設計中的應用[J].工程技術研究， 2020，5（15）：201-202.