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建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析尤丽丽

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：尤丽丽1 刘丽彬2 罗彬瑞3 焦海龙4

[导读] 摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，建筑行业在我国发展十分迅速，BIM技术理论以工程信息为基础，使用计算机建立三维数据模型，包含工程项目所有参数信息，能够为工程设计、施工、验收等工作提供相应支持。

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        摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，建筑行业在我国发展十分迅速，BIM技术理论以工程信息为基础，使用计算机建立三维数据模型，包含工程项目所有参数信息，能够为工程设计、施工、验收等工作提供相应支持。建筑结构设计通过BIM技术可以有效提升设计的系统性、可行性，增强建筑工程质量控制，进一步降低工程建设成本。论文简单介绍了BIM技术，分析了BIM技术在建筑结构设计工作中的应用实践情况，提出了BIM技术在建筑结构设计中应用的难点。
        关键词：建筑工程；建筑结构设计；BIM技术；应用分析；研究
        引言
        新时期发展背景下，诸多科学技术在提出以及具体应用过程中，对各领域的改革、创新以及高效发展具有非常重要的影响和作用，尤其是对于建筑行业而言更是如此。建筑结构设计一直以来都是建筑工程项目在规划和建设过程中的重点，同时也是保证建筑工程可以有序开展的必要前提条件。BIM技术在建筑结构设计中的引进和利用，不仅可以提高设计水平，而且还可以实现各环节施工的顺利开展。但是在与BIM技术的应用现状进行结合分析时，发现建筑结构在利用BIM技术进行设计以及施工等环节，仍然存在很多问题，对建筑结构的稳定性、安全性以及可靠性势必会造成严重的威胁和影响。
        1BIM技术简介
        社会经济的发展会带动建筑行业的发展，而建筑行业的发展又会推动社会经济的发展。随着人们对建筑物的性能要求越来越高，在建筑设计中，为满足人们对建筑物的性能要求，就需要增加建筑结构的复杂度。要丰富建筑结构形式，就需要做好建筑结构设计环节的工作。但是，建筑结构设计需要大量的信息，信息越全面，设计出的结构功能越完善。BIM是规模很大的三维平台，其能够将与建筑工程有关的信息集成起来，并对信息进行传递。在建筑产品的整个生产过程中，都可以对此技术加以利用，既能缩短建筑结构设计、生产周期，又能降低工程建设成本，使工程建设安排更加合理。BIM技术能将建筑结构的二维设计转化为三维设计，通过数字模型，还能对整个建筑结构设计过程进行监管，使建筑结构设计、生产及经营环节的成本都得以降低，有利于促进建筑行业的可持续发展。
        2建筑结构设计中BIM技术的应用实践
        2.1在建筑结构性能分析中应用BIM技术
        为了能够有效的改善、优化建筑结构设计，通常还会选择一些特定的建筑结构元件。通过BIM技术，对结构性能予以分析，从而有效提高平面图的结构设计有效性，使得建筑物的一部分数字模型被有效构建，并使其稳定性得以提升。在建筑结构性能分析中应用BIM技术，可以应用其中的计算、分析功能对建筑设计的结构进行分析，这样也可以根据实际的数据需求来提供一定的数据，从而促使建筑结构分析更加迅速、准确。尤其在建筑工程的地下室设计中，通过应用BIM技术，能够对铺设管线进行提前规划，不仅有效避免管线混乱，还能有效控制管材成本。一旦发现建筑结构设计存在缺陷，就可以通过应用BIM技术中的紧急修复功能，对建筑结构设计质量进行优化。
        2.2BIM技术在施工现场中的应用
        为了从根本上保证建筑结构自身的质量，必须要加强与结构设计相互之间的联系，同时还要结合实际要求，对施工现场的环境转狂等问题进行全方位有效的分析和处理。由于BIM技术在应用时的优势特点，可以直接与地理信息系统相互之间构建良好的合作关系。通过这种方式在其中的高效、合理利用，有利于方便工作人员对整个现场的实际情况有更加深入的了解和认识。这种形势下，也可以直接为工作人员提供真实、有效、可靠的现场分析结果作为支持。

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根据最终的结果，可以直接对设计方案是否需要调整等进行客观的研究，这样不仅可以为建筑结构设计、施工质量提升提供保证，而且还可以将BIM技术建筑结构设计中的作用、价值充分发挥出来。
        2.3对建筑空间进行规划
        建筑空间规划在结构设计过程中需要及时进行关注，这也是建筑结构设计的初始环节。在建设区域确定后，设计人员要对该区域进行空间规划，若该区域的地形状况较为复杂，需要开展较为深入的空间规划分析。借助BIM技术对建设区域进行空间规划，分析建筑区域的坡向、坡高、斜率等参数，针对复杂地形建筑空间，提供有效的设计技术支持，进而开阔设计人员思路。通过GIS技术进行坡度分析，建立相关BIM模型，对各类参数进行模拟，设计人员通过模型对施工区域进行全方位、多角度的研究，获取大量基础性数据，为后续正式的建筑结构设计、空间规划工作提供详实资料。在建设区域地形分析工作完成后，设计人员即可开展空间规划工作。另外，通过BIM技术还可以在建筑内部进行视野分析、可视度分析，类似于坡度分析，设计人员建立相应模型实现对各项功能的分析、调试，综合多种因素，最终确定三维空间规划实际情况。
        2.4建筑结构模型信息的共享
        设计工具是以BIM技术为基础，在建筑结构改造过程中发挥作用的，这类软件可以高效地实现模型建立、模拟分析、合理演算以及设计图纸的快速生成等功能，对BIM模型数据库信息的交互功能和储存功能有着巨大作用。除了该类建筑结构信息的高效整合，BIM软件可以在短时间内实现同一项目不同施工模块之间的结合，中心服务器的功能就如一个庞大数据库，充分地将室内设计、建筑结构设计以及机电设计等多个单元模块进行有机结合，使设计人员可以直接通过网络连接就可以实现相关信息资料的调取，从而有效辅助设计工作的进行。其具体实现流程：（1）以局域网络中心服务器为载体，建立中心文件资料库；（2）设计人员以各自的BIM核心建模软件为工具，同中心资料库实现连接，从而建立建筑信息模型。每一个不同专业模块都可以通过中心文件，将建筑结构设计中的信息与其他专业设计人员进行有效的信息共享。
        2.5碰撞分析
        碰撞主要有3种类型。一种是硬碰撞，即碰撞的对象为两个实体，两者会在空间中重合；一种是软碰撞，即碰撞的对象仍然为两个实体，两者不会在空间中重合，但会因为空间和间距过小，达不到施工要求；还有一种为副本碰撞，即两个完全相同的构件，会在空间上完全重合，一般只会在计算钢、水泥量时才会出现这种情况，这样可以避免因对同一构件进行二次计算导致的成本增加。由于建筑图纸、结构图纸和MEP图纸都具有很强的专业性，是分别由对应的专业部门完成的。在完成图纸设计后，在综合模型中放入各个专业模型，就能将碰撞位置确定出来。Revit软件具有碰撞检测功能，Navisworks也具有此功能，后者能够将前者导出的.nwc格式模型进行整合。
        结语
        总而言之，在建筑结构设计中应用BIM技术有较为显著的优点，不仅具备良好的可视化效果，还有良好的协调性。因此，在建筑结构设计中的建筑结构性能、图纸设计、钢结构建模、建筑结构参数设计、建筑结构设计统筹管理等方面对BIM技术的应用较为广泛，且获得了较好的效果。在未来的建筑结构设计中，还需要对应用BIM技术进行持续的研究，从而提升生产效率，并控制与降低成本。
        参考文献：
        [1]万泉.装配式建筑结构设计中BIM技术的应用研究[J].建材与装饰，2020（8）：70-71.
        [2]蒋衍洋.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].智能城市，2019，5（17）：71-72.
        [3]吴晓磊.BIM技术在高层建筑混凝土结构设计中的应用分析[J].建设科技，2019（9）：83-85.
        [4]王华阳.试论BIM技术在建筑工程设计中的应用策略[J].四川水泥，2018（11）：126，143.
        [5]刘鹏.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].工程建设与设计，2018（11）：52-53，55.