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建筑结构设计中BIM技术的应用分析裴晋

发表时间：2020/8/6 来源：《基层建设》2020年第10期作者：裴晋

[导读] 摘要：随着社会的不断发展，人们对于建筑的要求也越来越高，这对建筑行业的发展也提出了更高的要求。

        广西华利达建筑有限公司
        摘要：随着社会的不断发展，人们对于建筑的要求也越来越高，这对建筑行业的发展也提出了更高的要求。因此，建筑从业者也一直在不断寻找更高效率、更便捷、更可靠的技术应用于设计、施工中，从而满足人们不断提升的建筑需求。结构设计作为建筑设计中非常重要的部分，对于建筑的整体质量和性能有非常重要的意义。在当前建筑结构设计中，BIM技术其发挥着至关重要的作用，不但能够大幅提升结构设计效率，而且也能够提高设计质量。基于此，本文将重点探讨和研究建筑结构设计中BIM技术的应用。
        关键词：建筑；结构设计；BIM技术；应用
        引言：
        随着计算机技术和信息技术的不断发展，对社会的各个领域都产生了很大的影响，建筑领域同样如此。其中，CAD技术、BIM技术等都是建筑领域中计算机技术和信息技术应用的典型代表。在今天的建设结构设计中，BIM技术有着不可或缺的作用，不但有助于设计水平的提升，而且是设计效率大幅上升，从而为建筑创造了更大的价值。所以在建筑结构设计过程中，务必要充分掌握BIM技术的内涵，并合理应用BIM技术，是其价值得到充分发挥。
        1BIM技术概述
        BIM (Building Information Modeling)技术，就是建筑信息模型，这是信息技术应用于建筑行业的产物，对建筑行业产生了很大的影响；运用BIM技术能够在全面掌握项目施工数据基础上，实现项目模型搭建，并以此为基础展开相关设计，从而提升设计的效率和质量[1]。在整个设计的过程中，都可以基于建筑模型展开相关作业，一方面能够为设计工作最大程度的提供数据保障，另一方面可以将不同维度、方面的设计融为一体，进而是设计的可靠性和科学性得到保障。基于这一模型，设计人员能够随之基于施工实际情况、业主的个性化要求，对设计展开调整，并且能够充分保障建筑结构的力学稳定性和结构可靠性；正是因为BIM技术具有这样的特性，所以有助于设计效率的大幅提升[2]。事实上，BIM的优势还有很多，以下四方面最为突出。
        首先，BIM技术有非常强大的数据支持，可以直接基于模型展开防震设计，力学性能模拟等多种操作。其次，BIM技术能够直接通过调用内部模型数据，是设计效率和便捷性都得到大幅提升。再次，BIM技术能够迅速整合不同维度、不同方面作出的调整，以免后续施工中发现矛盾和冲突，从有效控制施工成本。最后，BIM技术的应用有助于整体设计水平的提升，从而保证建筑的质量和成本达到更优的水平。
        2 BIM技术的特征
        2.1 信息高度集成
        BIM系统最显著的特征就是实现了信息的高度集成化，所以基于BIM展开设计的过程中，能够实现将所有相关信息全部集成在模型上，并且系统本身还有非常丰富的各类参考模型和结构数据，从而为设计工作提供有效的参考。这就是的结构设计工作具备了一个非常强大的支撑平台，以保证设计的专业性和有效性。然后，通过建模将设计相关信息包括机构的各种几何参数、力学参数、材料参数等等全部纳入其中，这样设计人员对这些数据的使用的便捷性得到了大幅提升，这也在最大程度上完善了CAD技术的不足之处。
        2.2 协同设计
        通过BIM技术的应用，使得建筑结构具有了一个数据高度集成化的信息平台。在这一平台上，业主方、设计方和施工方的交流和沟通将会更加顺畅和有效，任何一方的意见都能够通过平台立刻显示出来，大幅提升了沟通效率；并且各方都可以根据自身的需求在平台上作出改变，系统会自动将这些变化显示出来，并分析其中存在的冲突和问题，这样既能够避免出现不同时刻、不同角度的设计调整造成的潜在问题，同时自动检测的存在也让设计人员的负担得到了大幅降低[3]。
        2.3 工作传递
        BIM技术具有非常有效的关联性，可以满足设计过程中有效传递的需求。建筑结构设计是一个非常复杂的工作，设计诸多不同的专业和方向，不同设计项目之间又存在着联系，很多时候一个地方的调整，将会引发结构的许多地方的变化。而BIM技术能够以其强大的关联性，将某个设计师的修改带来的影响，全面反映在平台上，从而避免出现设计工作中的疏漏，最大程度的保证了工作传递的有效性。还有，BIM技术还具备模拟可视化功能，这为设计师的不同方案的选择和对比，提供了更直观的方法，不仅有利于设计效率提升，而且有助于设计师打开思路。

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        3BIM技术应用于建筑结构设计中的难点
        3.1 容易受外部因素干扰
        BIM技术应用于建筑结构设计中，对于设计效率是很大的提升。但是我们知道，建筑结构设计必然需要密切联系施工现场的实际情况，然后在此基础上展开设计。BIM技术应用以后，系统能够基于现场因素的变化而展开动态调整，也就是说结构模型处在一个持续变化的过程中，外界因素的影响会使其发生变化。而对于设计人员来说，结构设计首先要考虑的是力学稳定性和建筑安全性，然后才是现场条件和业主要求[4]；如果外部因素对结构设计造成的影响，导致结构频繁发生变化，进而引发力学计算、载荷组合出现失误，这会对整个结构造成不良影响。
        3.2 数据容易丢失
        正常情况下，运用BIM技术展开设计，会针对该项目形成一个单独数据库，从而用来保存项目相关的数据，工设计人员调用和参考。但是在实际设计过程中，一些建筑结构的信息复杂度很高，而且在整个项目进展过程中频繁发生变化，所以在数据信息的调用、转换中，有可能会出现数据丢失。这可能会对后续施工造成不利影响。
        4BIM技术在建筑结构设计中的具体应用
        4.1 建筑结构与场地分析
        对于建筑整体质量来说，结构的稳定性和安全性是最重要的影响因素。所以在工程机构设计的过程中，必须要确保其科学性和合理性。将BIM技术应用于建筑结构设计中，建模的过程中不但能够充分考虑结构设计、材料等因素，还能够将建筑现场的相关实际情况，包括地质状况、水文条件、地理环境等等，从而最大程度保证建筑结构的稳定性和安全性[5]。而且，BIM技术还能够通过分析功能的发挥，对施工现场展开全面的评估，从而为结构设计提供非常有意义的参考意见，帮助结构设计明确设计方向，从而有效的规避外界威胁，提高设计的合理性，并为整个建筑结构质量保障提供强大的支持。
        4.2 可视化结构的设计
        对于BIM技术来说，其核心应用就是三维模型技术，将其应用于建筑结构设计中，能够显示很高的价值。首先，在三维模型的基础上，将建筑结构相关的各种参数全部集成在上面，不但能够让设计者直接看到结构的空间效果，还能够直接为设计者提供一种可视状态的设计模式；其次，设计过程中可以直接运用三维模型来对结构的合理性和科学性进行检查，如果设计中存在漏洞或问题，能够非常直观的反映在三维模型上，这对于保证设计水平和设计质量是非常有帮助的。
        4.3 参数优化
        在结构设计过程中，通过创建结构信息模型，能够对设计相关参数展开全面的分析从而实施参数优化。比如，针对设计中与建筑安全性或稳定性相关的数据，将其专门提取并展开针对性的研究分析，从而选择更优的参数。这样的一种参数分析方法不但效率更高，而且效果更优，对于后续施工质量保障是非常有效的支持。
        5小结
        综上所述，BIM技术应用于建筑结构设计中具有很高的价值，也是建筑行业应用现代信息技术的集中体现，对于建筑结构设计质量和效率的提升都有非常重要的意义。所以，设计单位和设计人员要加强BIM技术的学习和应用，使之为建筑行业的发展做出更大贡献。
        参考文献：
        [1]周景深,范沙沙,王益秀.关于建筑结构设计中BIM技术的应用探究[J].建材与装饰,2019(21):118-119.
        [2]李和易.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].城市建筑,2019,16(11):145-146.
        [3]李林.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].居舍,2020(14):73.
        [4]苏世耕,谢国忠.BIM技术在建筑结构设计中的应用分析[J].住宅与房地产,2015(28):37.
        [5]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):19-20+10.