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基于BIM的建筑结构设计方法研究刘剑桥

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：刘剑桥

[导读] 摘要：科学技术的快速发展为各个行业都带来了转型的机遇，随着经济的发展，建筑行业正处于蓬勃的发展阶段，其中建筑结构的设计对于整体建设有着重要意义，传统设计中仍然存在较多的问题，制约建筑行业的可持续发展，而随着BIM技术的发展，为建筑结构设计带来了新的生机。

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        摘要：科学技术的快速发展为各个行业都带来了转型的机遇，随着经济的发展，建筑行业正处于蓬勃的发展阶段，其中建筑结构的设计对于整体建设有着重要意义，传统设计中仍然存在较多的问题，制约建筑行业的可持续发展，而随着BIM技术的发展，为建筑结构设计带来了新的生机。基于此，本文就BIM的建筑结构设计方法进行研究，首先介绍了BIM的含义和其运用于建筑结构设计中的优势，其次分析了BIM技术在建筑结构设计中的难点，最后阐述了BIM技术在建筑结构中的具体设计应用。
        关键词：BIM；建筑结构；设计方法；研究
        引言：
        建筑设计图纸是建筑结构工程的基础，在传统的设计中，对建筑结构的设计较为死板与固定，一旦在建设过程中发生一些改动，就会导致图纸中的所有数据发生改变，不仅会耗费大量的时间与精力，还会拖延建筑工程设计的进度。同时，随着BIM技术的提出，在建筑结构设计中的运用也趋于成熟，能够有效解决这些麻烦，让传统建筑结构设计中的难题得到更好地解决，让建筑设计更具实用性与科学性，促进建筑行业的健康发展，因此，对于建筑结构设计中BIM技术的应用还需进行深入探究，从而促进两者更好地融合。
        一、BIM技术的含义及特点
        所谓BIM也就是Building Information Modeling，也称建筑信息模型，是由美国的Autodesk公司首先提出，在全球的发展十分迅猛，得到业界人士的广泛认同，可以很好地让建筑信息集成起来，将建筑的各类数据，比如：施工单位、设计团队和建筑模型等。BIM技术主要使用数字化技术来建立起虚拟的建筑工程三维模型，将实际的建筑施工中的各项数据以数据的形式展现在施工人员的眼前，这种数据不仅包含建筑物的构建，还有其专业属性与状态信息，且因其动态可变的数据库，在建设时可以根据实际状况进行相应的调整，对于项目建设具有很大的好处[1]。
        二、BIM技术在建筑结构设计中的应用优势
        BIM技术的特点有优化性、模拟性、协调性、可视化。建筑施工的过程就是在不断进行优化，从设计、模拟、运行及施工的环节中找到最合适的方式来进行，从而达到整体最优化，这就是BIM的优化性；所谓模拟性也就是模仿着实际施工的建筑物模型来打造一个数据、系数都相同的建筑模型，运用BIM技术可以对建筑物的热能传导、日照范围、紧急疏散状况和节能状况进行模拟，从而为建筑结构设计环节提供一些具有参考性的意见；BIM技术中的协调性服务就可以很好地去解决配合不协调的问题，BIM可以将各类碰撞问题通过协调集合成数据的形式，并展现给工作人员，同时对于一些有矛盾的地方可以判断最优化方案；当前建筑业关于项目效果图的设计趋于成熟，但是美中不足的是对于构件的颜色、位置及大小等信息没有明确注释，构件之间的反馈性与互动性较少，而BIM技术让构件之间的反馈与互动生动地展示出来，最为重要的是项目设计、沟通、讨论与决策实施的各个环节都可以通过BIM技术来让人们看见，摆脱人们“纸上谈兵”的传统方法[2]。

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        三、BIM技术在建筑结构设计中的难点分析
        建筑结构设计中BIM技术的运行主要是将实际建筑结构相关数据信息进行整合，并且将整合之后的信息传送给分析软件，最后通过分析软件的运行来计算建筑结构中的相关设计信息，分析其中容易发生的问题，并且能够通过BIM技术来生成虚拟动态的结构模型与施工图。由此可见，怎样充分考虑模型空间的真实性就是其中一大难点，这就需要相关建筑结构设计人员精准融合各类复杂参数，让建筑结构的安全性得到保证。其次，怎样运用BIM模型进行实际分析，让系统的物理模型生成动态模型也是一大难点，因此工作人员要加强重视度，让结构分析模型与实际物理模型结合与衔接更加完美[3]。
        四、BIM技术在建筑结构设计中的具体应用
        （一）科学化创建项目样板
        科学的创建项目样板能够促进BIM技术在建筑结构设计中的使用效果，只有合理科学稳定的分析模型建设才能够帮助提高建筑结构设计的水平与质量，同时，通过BIM技术也能对建筑结构中存在的问题进行分析，在构建模型时针对这些问题详细分析，优化复杂设计，让设计图纸的清晰度大大提高，从而进一步推动建筑结构设计效率的提升[4]。
        （二）创建常用和异型构件组
        板式楼梯、结构基础都是构建组的主要部分，在一般住宅建筑中使用较多的为浇混凝土构件，而与之相区别的是一些工业建筑中，采用的则是预制构件与钢结构。由此可见，建筑结构设计人员要实事求是，按照工程类型来进行构建组的选择，从而更好地提高设计效率。在采用BIM技术时很难使用一些异性构件组，但是在部分建筑结构中却必须使用异性构件组，这就需要加强研究力度，让异性构件组与BIM技术更好地融合，让建筑结构设计工作进一步优化。
        （三）优选Revit方式
        基于工作集的方式与基于链接的方式都是Revit模型所提供的，建筑结构设计人员通过探索发现基于工作集的方式更加适合于设计结构专业内部，能够让设计工作的效率大大提高，其次，如果在建筑结构设计工作时需要使用到多个专业方面的知识，就需要采用基于链接的形式，在工作中只需要进行单向化的更新即可，从而满足较大的多专业文件汇集的模型设计，因此就不需要使用基于工作集的方式。
        五、总结语
        BIM技术对于传统建筑结构设计方法的冲击巨大，对于建筑结构设计的质量有着重要影响，而通过科学化创建项目样板、创建常用和异形构件组与优选Revit方式等能够让BIM技术更好地运用到建筑结构设计中去，可以进一步提高建筑结构设计的效率与质量满足建筑行业的需求，让建筑结构更具合理性与科学性，从而推动建筑行业更好的发展。
        参考文献：
        [1]沈旭.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[J].山东工业技术,2018,No.265(11):121.
        [2]张家森,甘昆鹏.基于BIM技术应用在建筑结构设计中实践分析与研究[J].中国房地产业,2018,000(023):63.
        [3]顾云凡,陆志祥,刘扬,等.基于BIM的装配式建筑结构设计研究[J].建材发展导向,2019,17(04):29-32.
        [4]周树路.基于BIM技术下的建筑结构设计探讨[J].房地产导刊,2018,000(012):37-38.