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BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究李修祥2

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：周立忠1 李修祥2

[导读] 摘要：随着我国时代的发展越来越快，城市化的进程不断加快，给建筑行业带来了新的挑战。

        1.山东大卫国际建筑设计有限公司山东济南 250000；
        2.同圆设计集团有限公司山东济南 250000
        摘要：随着我国时代的发展越来越快，城市化的进程不断加快，给建筑行业带来了新的挑战。当今的时代讲究的是高效、高速，这也对建筑行业提出了全新的要求。建筑行业不仅要注重建筑工程本身，还要尽可能缩短建筑设计周期，从而加快建筑速度，跟上时代的步伐，在这种形式下，BIM技术应运而生。近年来，BIM技术不断成熟，飞速发展，在建筑领域被运用得越来越广泛。由于BIM技术在建筑结构设计中发挥重要作用，同时提高了建筑设计效率，加快了建筑的速度，因此越来越受建筑行业的青睐。
        关键词：BIM技术；建筑工程结构设计；应用研究
        引言
        近年来，我国建筑结构设计工作有了很大的进步，但是随着建筑行业的快速发展，一些不利因素也逐步显现出来，如设计效率低下、工程造价高、设计深度不够、不同专业间缺乏配合与协调等。因此，当前建筑结构设计需要紧跟行业发展步伐，在保证技术规范的基础上，进一步提升设计能力，在此背景下，BIM技术应运而生。将BIM技术应用到建筑结构设计中，可以进行建筑设计项目的结构分析、结构性能分析、结构协调分析等，发现建筑设计中存在的问题，并提出相应的修改意见，有效提高建筑设计的效果。
        1 BIM技术的概念
        BIM是建筑科学技术发展的一个重要产物，主要的特点就是在设计中运用数字化和信息化的技术，将建筑实体和其功能以及建筑特性的信息通过数字化的形式表达出来。这种模型技术，具体而言就是将建筑设计过程中的每个建筑构件中的元素都分别赋予一个相应的建筑参数信息，以这些相应的参数信息为基础从而有效地构建可视化的建筑信息模型，可以在施工前将庞大的建筑物设计信息通过可视化的数字模型动态地呈现出来，让从事建筑设计的人员及时地快速发现建筑设计中所可能存在的缺陷和问题。
        2 BIM技术在建筑结构设计中的应用
        2.1建筑结构分析
        建筑结构设计具有系统性与科学性，其内容不仅包括建筑主体设计，还包括对与施工项目相关的地质、水文条件的分析与研究。建筑结构主体是否稳固、安全，在很大程度上取决于建筑结构的设计是否合理，而建筑结构主体的稳定性与安全性会直接影响建筑结构的整体性能。此外，建筑施工现场的地质条件也会对建筑结构性能产生较大影响。为保障建筑结构设计的科学性、合理性，可以应用BIM技术进行建筑结构与施工场地分析，利用动态信息分析建筑结构在客观环境中的应力表现，通过全面分析潜在的风险及其可能造成的负面影响，及时对建筑结构进行重新规划。同时，在建筑结构与场地分析中应用BIM技术，应站在建筑项目长久使用的角度上，对建筑结构与建筑场地加以全方位的分析，并提出切实可行的建议，从而为建筑结构设计创造更好的条件。
        2.2控制设计动态
        建筑工程活动是一个复杂且长期的过程，是需要严格的施工计划进行施工指导的，而不科学、不全面的设计施工方案将会直接影响到工程建设的周期和质量，直接给企业带来严重的经济损失和社会负面影响。通过BIM技术可以对施工进度进行跟进，达到实时监控的目的，从而建立起一个完整的建筑参数数据库。且每个参数数据都具有着各种各样的联系，这样当建筑活动当中某一个参数数据发生变化，就可以看到后期建筑参数的变化情况，则可以更好的指导后期实践活动的开展，提高结构设计的科学性，保证工程可以按时、按质、按量的完成。

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        2.3分析建筑场地
        建筑结构设计是整个建筑工程的基础，它能决定建筑结构的稳定性与安全性，建筑结构设计在建筑中是尤为重要的。但是，建筑结构的稳定性并不完全取决于建筑结构设计，环境因素也是影响建筑物稳定与安全的主要因素。建筑场地的地质条件、土壤的类别以及环境因素往往与建筑结构的可靠性密切相关。BIM技术就能将建筑设计与地理环境相连接，有效对建筑结构设计的环境因素进行分析，通过建筑环境的模拟施工，给予相应的建筑设计模型。同时，BIM系统还能结合地理信息对建筑工程场地的地质特点以及场地特征进行全面分析，选择最适合建筑施工的空间，并进行建筑设计分析，从而实现建筑设计与建筑空间的智能化联系。
        2.4在钢结构中的应用
        建筑结构中不可忽视的就是钢结构，之前钢结构的安装都是通过吊车来进行安装从而实现加固效果的。但这种方法存在一定弊端，比如，工程结束后，由于环境因素的影响使得图纸和实际情况有一些出入，这时再调整钢结构会引起很多后续问题。而利用BIM技术，我们可以将各种环境参数输到模型中，通过观看模型的变化来实时进行整改，直到与实际施工情况出入最小，并且建筑物的钢结构可以起到最大作用时，按照模型再进行钢结构的安装工作，就可以对钢结构与辅助设施进行二次加固处理，确保建筑的稳定性及安全性。
        2.5在绿色设计中的应用
        绿色设计是目前建筑设计活动当中所提倡的理念，也符合目前消费者所追求的低碳消费，而绿色设计的难度也是比较高的，设计过程当中的影响因素也比较多。在设计活动当中，设计者可以充分利用BIM技术，对建筑物的节能性能进行全方面的研究和开采，尤其是在建筑物采光、通风以及日照等方面，在这个过程当中必须要结合人体对于环境舒适度的数据，要从人体最佳体验感出发。比如在屋顶设计活动当中，可以充分利用保温、蓄热系数比较大、隔热效果明显的材料，在冬季提高室内的温度，在夏季可以很好的隔离外界的热度。通过提高建筑物这方面的信赖，让人体减少对各种电气设备的依赖，比如说风扇、空调以及暖气设备等等，从而达到节约资源，绿色生活的目的。绿色设计是未来设计领域当中必然的发展趋势，因此，设计者应该不断深入这方面的研究，从保护自然环境的角度出发。
        2.6建筑结构协调分析
        为确保建筑结构设计符合实际施工条件，并可以与建筑结构设计以外的其他工程项目良好配合，在开展建筑结构设计工作时，必须加强建筑结构协调分析。为此，需要利用BIM技术，以建筑工程的相关数据为依据，构建施工项目模型，并把建筑结构的数据信息导入模型中，对建筑项目模型进行更新，判断建筑结构是否会对土木施工、水电暖施工、装饰施工等造成阻碍，并提出优化建议，从而使建筑结构设计更加合理。此外，为提升BIM技术的使用效果，在应用BIM技术对具体的建筑项目进行协调分析时，应做到如下两点：一是对于不同地区的建筑结构设计要选择合适的软件来开展建筑项目模型设计，从而保障数据模型的有效性；二是根据建筑项目的实际情况构建合理的数据库，保障专业设计人员与技术人员可进行良好的交流、沟通。
        结束语
        总而言之，随着科技的进步，BIM技术得到了越来越广泛的应用。在建筑结构设计中应用BIM技术，能够有效提高设计质量与效率，确保工程项目合理安排工期，优化配置项目经费，实现建筑企业经济效益的最大化。从BIM技术在建筑结构设计的应用现状来看，该技术可以满足建筑设计与项目施工的总体要求，但是也对设计人员与施工人员的业务技能及职业素养提出了更高的要求，所以建筑企业要从基层工作人员入手，做好人员培训工作，完善管理体制，提高BIM技术的应用水平，促进企业更快、更好地发展。
        参考文献
        [1]魏佳庆.BIM在建筑设计的应用[J].水利水电工程造价,2020(2):16-18.
        [2]常春霞.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2020,5(3):215-216.
        [3]高涵,关群.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2020,5(2):195-196.