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BIM技术在建筑结构设计中的应用霍文杰

发表时间：2021/1/29 来源：《建筑科技》2020年8月上作者：霍文杰

[导读] 随着建筑行业飞速发展，网络技术不断进步，BIM技术的应用为建筑行业发展提供了新动力。高水平的建筑结构设计可以更有效地开展工程建设，保证工程建设的质量，合理应用BIM技术能提高建筑结构设计的整体效率。文章主要阐述BIM技术的原理、特点，探究其在建筑结构设计中的实际应用价值，希望可以为建筑结构设计相关工作人员提供参考。

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摘要：随着建筑行业飞速发展，网络技术不断进步，BIM技术的应用为建筑行业发展提供了新动力。高水平的建筑结构设计可以更有效地开展工程建设，保证工程建设的质量，合理应用BIM技术能提高建筑结构设计的整体效率。文章主要阐述BIM技术的原理、特点，探究其在建筑结构设计中的实际应用价值，希望可以为建筑结构设计相关工作人员提供参考。
关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用
        引言
        建筑领域不断发展的同时，每一年的安全事故比例也在随之增加，面对这样严峻的形势，必须应用先进的结构设计理念来缓解这个局面。BIM技术的出现为结构安全性设计开辟了新的路径。但在实际的应用过程中，依然会存在一些薄弱环节，发生许多质量问题，必须引起高度重视。
        1、BIM技术在建筑工程设计管理应用特点
        BIM技术可以帮助建筑工程施工进行全面的协调，通过收集各个不同专业的交叉问题，使用数字化的方式，分析已经协调出的数据，给建筑项目的各个环节提供更多的帮助。在建筑工程项目施工的过程当中，BIM的协调服务甚至可以渗透每一个环节，工程项目的各处都可以在BIM协调之下实现对任何问题的沟通，防止出现建筑施工的问题难以解答或是过于模糊的现象，使建筑施工顺利的进行。BIM技术其模拟性是比较强的，不但可以模拟建筑的外部形态，而且也可以模拟建筑的内部结构，可以在各种模型上进行模拟方面的操作。在施工之前首先要使用收集到的各种不同的数据，通过BIM技术可以有效在电脑里构建出一个比较完整的建筑物，并且通过BIM施工模拟对相关问题进行修正，得出一个更加适合的设计方案。不仅如此，BIM技术在模拟方面也可以模拟某一个建筑物的性能，比如可以模拟在发生地震的时候，消防人员实施救援的路线，以及建筑内部的人员逃生的具体路线等，这些使用BIM技术完全可以实现，这也正是比较传统的二维图纸所难以实现的。
        2、BIM技术在建筑设计管控模式中的应用
        2.1、对设计专业的综合管理
        BIM技术模型先将设计人员输入的所有图纸放置在一个完整的模型中，对各项数据进行专业的检测，避免各个数据存在冲突问题，合理的考虑各个高度和竖向的数据。这点就与传统的设计方法全然不同，传统设计是依赖设计人员手眼进行图纸核对，核对人员在核对过程中难免会出现疏忽纰漏，但是这些小疏忽会对建筑质量带来安全隐患。而三维立体建模能够展示出真实的建造尺度，就连传统设计容易忽略的电缆敷设和管道保温层结构也能够展示出来，特别是针对一些建筑剖面图，BIM技术也能够完美地展示出来，有效地提升图纸的精度[1]。
        2.2、合理进行装配式变电站外墙板设计
        当前我国在电网建设领域中推广装配式钢结构变电站，外墙板设计主要使用工厂加工制作的铝镁锰外墙板设计模式、纤维水泥板复合墙设计模式，无论采用哪种模式都需要开展数据的计算工作，合理布置墙板分割间距和安装檩条位置，提升材料的使用率。在此过程中，应该积极使用BIM技术，在使用铝镁锰墙板模式期间应该全面开展墙体荷载的计算巡作，不再局限于传统的平面设计模式，而是要在使用BIM技术期间有效计算墙板保温基层数据信息、墙板开洞信息、墙板固定檩条信息等，明确各个部分的负载分布情况便于科学配置相关的设计元素，保证墙板支撑结构的均匀性。需要注意的是，外墙板风机洞口经常会出现漏算现象，设计人员在采用BIM技术期间应协同暖通专业的设备布置情况，便于制定完善的变电站外墙板设计方案，确保外墙板所有洞口的封边制作在工厂中完成，以达到更好的质量效果。

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        2.3、结构可视化设计
        BIM技术中的三维技术能够为建筑结构构建出相应的立体效果，带来更直观的视觉冲击，方便用户对建筑构件大小、方位以及采用的材料进行观察，为用户提供便利条件。BIM技术的可视化特点，可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局与细节之处，更精准地找到设计漏洞，避免因设计方案引发更多问题。例如，楼梯高度是否符合标准，是否会碰到用户的头部，梁的尺寸是否影响建筑净空等，都可通过BIM技术中的可视化技术进行查看。由此可见，BIM技术在建筑结构可视化设计中有着不可忽视的作用，不仅保证建筑设计过程中的工作效率，还能提高工程建设的整体质量，在一定程度上提高建筑结构设计精度，降低误差[2]。
        2.4、将3D形式作为展示结构设计的主要方案
        在初期的建筑结构规划阶段，就可以将BIM技术应用到其中，无论是在结构规划阶段，还是在设计完善阶段，利用BIM技术都可以进一步提高设计的质量与效率，确保结构设计的安全性与合理性，提升项目规划的实际效果。具体来说，就是在进行建筑项目规划时，相关的设计人员，包括土木工程师以及建筑设计师在内，应该全程参与设计，全面掌握建筑特征，并在分析特征的基础上结合相应的艺术表现形式，搭配结构力学知识，得出基于BIM的3D展示效果，更直观地了解项目具体内容，针对常见的裂缝等问题，掌握其发生机理以及具体位置，通过BIM技术在结构设计中的应用可以促进项目的自我完善[3]。关于建筑模型的构建需要以BIM作为核心技术，对建筑模型进行不断优化，基于BIM，可以让建模更加周密，与此同时，还需要密切关注初步设计工作，从而确保实际的结构设计效果，加强建筑结构建模的科学性，可以从以下3个方面入手。第一，完成BIM建筑模型的初始化加载。想要实现这一目标，首先需要了解项目的全部设计环节，掌握设计流程以及步骤，注重设计细节，实现设计阶段的精细化管理，明确建筑物基本构成组件和建设相关要求是关键，例如，具体施工方案、签订的合同内容、施工具体规划等，将上述要素作为结构模型构建的基础，确保结构建模的合理性。第二，对组件结构模型进行有效控制，综合考虑各方面的因素，确保组件结构模型的搭建可以满足建筑物功能属性以及艺术方面的客观要求。第三，熟练使用Revit软件，利用该软件的可视化功能，完善图表的可见性。想要达到这一目标，可以通过设计文件导入的形式来实现，将其导入结构模板中，可以让设计效果更加直观[4]。
        2.5、设计协同优化
        协同化的设计正是建筑工程设计管理，需要解决的重点的问题，根据实际建设的情况不难发现，二维的施工图在协同设计方面，存在着很多困难，特别是一些工程设计比较复杂的情况下，困难程度将会更高。因为建筑工程的设计是一种横跨多个专业，并且需要很多人共同合作的项目，专业的特点不一样，因此设计理念也会产生很大的差异。在设计的时候，就会出现一些设计的漏洞或是设计的冲突这样很有可能就会使得施工出现返工现象。如果在建筑工程设计阶段使用BIM技术进行正向设计，就可以有效地整合以及分析数据，检测不同的设计相互之间有可能存在的差异，并且把具有差异化的信息，使用更加直观的形态将其展示给设计人员在这样的情境之下，设计师可以通过观察图纸的三维效果，在自己的专业领域当中发挥更多的价值，让设计有所优化[5]。
        结束语
        现阶段BIM技术在建筑领域运用愈加广泛，不再只停留于项目设计上，而是朝着预算方案调整、施工安全演示、后期业主体验等诸多方向，全新的技术带来了创新性革命，而设计人员要紧跟时代的潮流，自主学习全新的技术手段，提升自身的设计能力与技术素养。
参考文献：
[1]殷大雷.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(08):140.
[2]周柏青.建筑结构设计中BIM技术的应用研究[J].居舍,2019(07):70.
[3]赵江.优化技术在房屋建筑结构设计中的应用研究[J].城市建筑,2019,16(05):105-106.
[4]雷镇华.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(05):225-226.
[5]朱炜.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产,2019(04):60.