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BIM技术在建筑结构设计中的应用探讨张立斌

发表时间：2021/3/16 来源：《建筑科技》2020年8月下作者：张立斌

[导读] 在当前的建筑设计行业领域，BIM的产品正在伴随着BIM技术的发展不断地完善，在建筑设计中的应用优势也更加的突出。在实际工作应用过程中，BIM技术可以实现不同专业、不同部门和不同设计人员之间的数据信息共享，同时借助信息技术的支持，将建筑设计以直观化的形态展示出来，便于设计人员以及施工单位更加直观地对建筑结构细节问题进行分析，从而达到提升建筑结构设计和施工质量的目的。

天津东南钢结构有限公司张立斌 300308

摘要：在当前的建筑设计行业领域，BIM的产品正在伴随着BIM技术的发展不断地完善，在建筑设计中的应用优势也更加的突出。在实际工作应用过程中，BIM技术可以实现不同专业、不同部门和不同设计人员之间的数据信息共享，同时借助信息技术的支持，将建筑设计以直观化的形态展示出来，便于设计人员以及施工单位更加直观地对建筑结构细节问题进行分析，从而达到提升建筑结构设计和施工质量的目的。
关键词：BIM技术；结构设计；应用分析
中图分类号：TU17
文献标识码：A
       引言
       建筑设计重要基础是建筑结构设计，根据建筑质量要求和特定使用方法进行系统的结构设计。BIM技术不仅以3D模式的设计软件为核心，还可统计施工中的材料、成本和施工期限及施工期间的节能效果等数据。近年来我国对BIM技术的研究也在不断深入，不仅发掘设计系统的优势并进行推广，还不断对其工程项目的应用进行深入研究。因此，本文着重对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行分析，通过结合具体的案例，希望可为BIM技术在我国的持续推广和应用奠定更好的基础。
        1.建筑结构设计中BIM技术的作用
        1.1建筑结构设计智能化
        在建设项目管理过程中，建筑结构设计属于极其重要的工作内容，其与建筑工程的整体呈现效果及施工进度都具密切相关。将BIM技术的应用到建筑结构设计环节中，可以利用3D工程模型展现抽象复杂的设计图纸，同时可以生成某个建筑项目中各个建筑之间的不同数据的比例。如果建筑结构设计图纸存在不合理的部分，BIM技术可以在保持原有的设计基础上，对相关数据进行自动的调整，有效减少人工的繁琐计算的工作内容从而避免出现计算失误的现象。
        1.2建筑工程设计协调性
        在建筑施工过程中，传统的交流方式都是使用图纸或者相关文件，这种交流方式仅仅是个人之间或者一部分人之间的交流，其很难共享资源与数据，同时会因信息阻隔的原因，从而出现建筑结构设计中存在的问题被延期解决，甚至不被解决的现象。
        在建筑结构设计中应用BIM技术，能够有效的解决上述问题。BIM技术可以根据计算机的数据终端，在各个部门之间对数据库及相关数据进行创建。这样既可以达到部门之间数据共享的目的，为部门之间提供沟通交流的机会，也可通过对相关数据的建立，更加有利于各部门之间遵循工作原则，从而增加建筑工程设计的协调性。
        1.3建筑结构设计可视化
        在建筑结构设计中BIM技术应用价值为将图纸中难以想象的建筑结构可视化，确保通过可视化对建筑设计的4D升级版进行展示，而且BIM技术通过参数设计，可以模拟真实的施工现场，进而使建筑结构设计的合理性得到增加。传统的建筑结构设计都是利用手动映射的计算方法，虽然手动映射的计算方法具有较强的合理性，但是手动技术会存在一定的误差，而在建筑结构设计中应用BIM技术，不需要人工操作，只需要通过使用计算机技术，就可以对建筑设计师的设计思路进行准确地展示。
        2.BIM技术在建筑结构设计中的应用要点
        2.1BIM技术在建筑结构参数设计中的应用
        基于BIM技术应用下的建筑模型自身就是一个包含所有设计元素及信息的数据库，依托先进的信息技术支撑，建筑结构的模型设计中各项数据参数都是紧密相连的，且具有自动关联和修正的功能。在设计应用过程中，设计人员可以通过该数据库中的信息资源实现对建筑工程结构模型的构建工作同时在设计过程中对不同的参数进行相应的调整，从而确保BIM系统在建筑工程结构设计过程中可以及时的更新数据库信息。

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BIM技术在建筑工程结构设计中的最突出优势在于其可以实现高质量、高安全性和可靠性的设计信息录入和输出功能，科学化匹配对应的数据信息，这对于提高建筑结构设计的质量有着重要的促进作用。
        2.2BIM技术在钢结构设计中的应用
        随着我国建筑工程项目的不断增加和发展，各种现代化新型的建筑材料和结构模型也迎来了全新的突破，尤其是钢结构，在大跨度及大空间建筑场景中应用也逐步的增多，许多复杂的结构都采用了钢结构加以实现。基于此，BIM技术也有助于相关设计人员对钢结构设计进行建模处理，辅助解决实际施工过程中可能出现的连接问题和应用问题。例如，针对钢结构设计中的加强件问题，需要设计人员先对工程结构进行整体设计，然后在此基础上对加强件在工程项目中的具体应用进行建模分析，借助BIM技术的应用对整个过程进行还原和控制，从而更加直观的凸显出钢结构加强件的作用和效果。除此之外，针对钢结构施工过程中的连接问题，设计人员首先可以对钢结构各部位之间的连接参数进行分析，然后在实际工程操作过程中借助BIM技术的应用对连接方式进行具体设计，从而获得最优的设计成果。在传统的钢结构分析过程中往往需要投入较多的人力资源，需要经过相对较长的分析周期才能够得到相应的结果，借助BIM技术的应用能够对建筑工程设计中的缺陷和不合理问题进行科学的优化和调整，从而带动整个建筑结构设计质量的提升。
        2.3建筑场地及结构分析中的应用
        建筑结构设计具有系统性和科学性的特征，再加上其是建筑的主体结构，所以在设计过程中需要充分考虑当地的水文及地质等条件特征。以往建筑结构设计中，由于地质及人为等因素的限制，数据信息准确性不高，一些地质较为复杂的区域只能通过估算来确定相关参数数据，很难保证结构设计的准确性。而应用BIM技术后，则可将存在的客观因素以数字化的形式展现出来，之后再通过与其他技术的有效结合，对施工现场的具体情况予以详细了解和掌握，并制定完善的建筑信息模型，以增强建筑结构设计的合理性。
        2.4实现数据的传递和共享
        绿色建筑设计是一个跨学科的多专业合作过程，为保障各专业直接有效的沟通配合，建筑结构设计中涉及的数据须实现共享。由于传统设计技术中的共享机制并不完善，因此在设计过程中不能实现数据同步。对于BIM来说，该技术可使用中间数据文件实现在不同位置创建的数据和信息的共享。同时，通过中间数据库的设计，将实现不同部门之间的数据传输和共享，确保不同专业人员之间的有效协作。BIM技术的协同设计，改善了绿色建筑咨询团队与各种参与者之间的沟通问题，增强了对绿色建筑的了解，有助于设计更好的绿色建筑项目。
        2.5运营与管理分析
        BIM的重点技术是可视化三维模型，通过收集不同领域的信息反映建筑物内的各种项目属性，并可与实际施工过程中的实时信息兼并。其所提供的数据具有高度的真实性和精确度，为当前绿色建筑的工程提供长期的运营和管理支持。例如，在按时完成项目后，应对空调等通风系统进行清理，此时需利用BIM模拟和分析建筑物的管道通风方位、尺寸和管道周围的功能等情况。通过BIM模型可高质量地实现这些要求。
        结束语
        综上所述，在建筑工程的结构设计过程中应用BIM技术对于提升整体设计质量有着重要的促进作用。就当前我国建筑工程设计应用情况分析，BIM仍旧有很大的提升和创新空间。相关设计人员要在传统设计经验的基础上，加强融合BIM技术应用的实践，充分发挥BIM技术的应用优势，促使我国建筑设计水平再上新的台阶。
参考文献
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