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建筑结构设计中BIM技术的应用研究张学进

发表时间：2021/4/15 来源：《建筑科技》2021年1月下作者：张学进

[导读] 建筑结构作为影响建筑质量的核心因素，传统结构设计中存在的不足已难以适应当今行业对建筑质量的要求。BIM作为一项具有高集成性能，精细参数显示等特征的技术，有效弥补了传统结构设计的不足，大大提高结构设计的效率和质量。

山东省潍坊市舜诚建筑设计有限公司张学进 261000

摘要：建筑结构作为影响建筑质量的核心因素，传统结构设计中存在的不足已难以适应当今行业对建筑质量的要求。BIM作为一项具有高集成性能，精细参数显示等特征的技术，有效弥补了传统结构设计的不足，大大提高结构设计的效率和质量。然而，目前BIM技术在投入使用方面还存在着一些问题需要被解决。本文将对BIM技术的优点，应用中遇到的问题，具体应用形式和未来前景进行探究。
关键词：建筑结构设计；BIM技术；研究
        引言：随着我国城市化进程的不断加快，建筑行业迎来了属于自己的发展红利。然而传统的结构设计方式已难以适应当今如此庞大的建筑需求，急需提出更加高效、高质量的设计方式。BIM技术应用在建筑结构设计，能够有效在设计师、工程师、顾客等不同参与工程的人员之间搭建实时交流的桥梁，通过可视化模型作为辅助交流工具，能够更加高效地设计出科学合理，顾客满意，质量良好的建筑。
        一、BIM技术特性分析
        1.高效调取信息
        在建筑结构设计中，结构模型详细信息是整个设计的核心，也是设计师经常调用的内容。BIM技术能够为设计者提供一个三维模型数据库，将整个设计过程中涉及的方方面面数据存储其中，例如结构材料尺寸、各种设备管道位置、各部件之间的连接方式、建筑整体形态等等。设计师能够在短时间内调出上述信息，对结构设计进行重新评估并发现问题及时改进。弥补了传统CAD技术中存在的不能够充分展示数据的问题，为建筑设计工作涉及的结构、连接方式等环节提供了便利。
        2.有效进行沟通协商
        传统的CAD技术在沟通方面存在两个问题。第一是设计单位向施工单位下达最终设计图纸或者在施工期间下达修改指示时都需要耗费较长时间才能够完成。第二是设计单位向顾客展示设计作品时，顾客无法客观地进行评估是否满足自己的设计要求。这两个问题给顾客、设计单位和施工单位三者间的沟通带来了极大的阻碍。然而，BIM技术能够有效地弥补这一缺陷。通过建立设计沟通平台，三者可以实时关注设计工作的最新进展从而做出及时的回馈。同时，该平台能够向顾客提供可视化设计产品，使他们能够了解到接近真实的产品面貌并进行客观评估和及时地反馈。这样能够极大地提高各方间的沟通效率，缩短设计周期，提高设计质量。
        3.提供便捷工作环境
        利用BIM技术，设计者能够体验到在修改某一个数据时，不能亲自去对其他数据进行相应的调整，系统自动进行此项工作的便捷工作环境。同时该技术还能够提供模拟施工的功能，在设计师输入各项数据之后，系统能够根据数据向设计者展现出可视化模型，大大提高了设计工作的效率，减少了不必要的时间耗费。
        二、BIM技术在应用中面临的问题
        首先是国内有关BIM技术的开发软件很少，大多使用的是国外的，造成了一定的使用困难。其次是缺乏完善的BIM技术管理体系，工作人员在使用BIM技术时没有相关数据进行参考，难以进行设计工作。第三，缺乏使用BIM技术的专业人员而且技术本身也存在着一定的缺陷。第四，缺乏针对BIM技术的法律法规。基于BIM技术所建立的模型和CDA技术建立的模型没有很明显的区别，在专利方面造成阻碍。另外，BIM技术的使用需要大量的资金支持，例如人员培训，设备维护等等方面需要资金投入。

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如果没有大量资金进行维护，就会出现工程无法继续进行，影响施工质量等等的问题。
        三、BIM技术具体实际应用
        1.分析建筑结构
        在建筑结构设计环节中，设计人员不仅仅针对建筑某一部分的构件连接方式进行分析评估并作出相应改正，而是要求要从整体结构出发进行分析改正，从而保证建筑结构的高质量。若采用传统的CAD技术，上述工作往往需要投入大量的人力物力，而且还不能够保证呈现出来的结果不含较大的误差，产生得十分低下的经济效益。而利用BIM技术，工作人员只需要输入相应的结构数据，系统则会自动完成上述工作，评估设计中存在的问题和可行性。有的时候，系统也会自动对设计中存在的误差进行修正，向工作人员展示最佳的设计方案。
        2.模拟施工现场
        仅仅解决建筑结构问题是无法高效保证建筑优良质量的，还要考虑到施工用材，施工现场环境等众多因素。BIM技术能够利用地理信息系统中提供的信息高度还原施工现场环境，并基于此环境进行建筑模型的构建。设计人员能够根据系统呈现出来的结果来对设计方案进行及时的调整，以便使建筑方案设计充分贴合施工周遭环境，提高施工质量。
        3.钢结构设计
        在建筑工程中，钢结构设计几乎是每项工程中的必要设计内容。在利用传统的CAD技术，设计人员在建立钢体模型的时候容易面临钢体间连接方式，钢体结构加固方式等等众多设计方面的难题。拿连接方式举例，钢体的连接可以采用梁柱，铰接等许多方式，但每个连接部位要选择何种连接方式就要综合考虑建筑所处地形，土壤性质等因素，是连接部分能够贴合建筑所处的环境。这对于设计人员来说无疑是一项工作量庞大的设计环节。但是将BIM技术运用在钢体建模当中，工作人员只需输入相应的参数信息，系统就能够及时向工作人员进行反馈，从而使设计人员能够很好把握相关设计参数的适宜性，例如在加固方面需要多少螺栓以及螺栓间的距离能够通过反复输入数据来进行检验，从而得出一个最佳的设计方案。
        四、BIM技术的发展前景
        与传统的CAD技术相比，BIM技术能够为设计师提供强大的数据检验功能。利用计算机仿真技术，将设计师输入的各项数据进行“模拟施工”，及时对数据的可行性进行分析并展现出相应的建筑结构模型供设计师参考并做出相应的改进，保证建筑高质量。除此之外，在满足里建筑质量之余，设计师还能够将建筑文化，抵抗自然灾害设计与BIM技术相结合，设计出更加实用的建筑。
        五、结束语
        综上所述，BIM技术作为一项能够有效促进信息交流、提高效率的技术，打破传统二维设计图纸存在的不足，值得被广泛运用在建筑结构设计之中。然而在投入使用方面仍有许多问题等待被解决。不过相信随着人们对BIM技术的研究更加深入，这些难题终将会被攻克。
参考文献：
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[2]王思蓉.探析BIM技术在建筑结构设计中应用[J].四川水泥,2021(01):43-44.
[3]杜定发.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].中国新通信,2020,22(23):112-113.
[4]王玉,董凌.浅析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].中国建筑金属结构,2020(10):70-71.