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建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析刘磊

发表时间：2020/10/29 来源：《建筑科技信息》2020年第6期作者：刘磊齐玉强窦雪松孟庆欢

[导读] 建筑结构设计通过BIM技术可以有效提升设计的系统性、可行性，增强建筑工程质量控制，进一步降低工程建设成本

摘要：随着时代的发展和整体技术的提高。BIM技术理论以工程信息为基础，使用计算机建立三维数据模型，包含工程项目所有参数信息，能够为工程设计、施工、验收等工作提供相应支持。建筑结构设计通过BIM技术可以有效提升设计的系统性、可行性，增强建筑工程质量控制，进一步降低工程建设成本。
关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用

        引言
        伴随建筑工程数量及规模的极大提升，社会民众对建筑的品质，尤其是建筑的结构设计日渐有了更高的限定。对此，相应设计师应时刻更新自身的设计思维，并积极在建筑结构设计期间有机运用创新技术、崭新方法等，从而更高效的提升建筑整体的综合性能。由于BIM技术的运用，对工程建筑具有非常显著的价值效用，因此强化BIM技术在建筑结构设计中的应用尤其必要。
        1BIM技术在建筑结构设计中的技术优势
        建筑信息模型又被称为BIM技术，是基于计算机辅助设计、计算机信息学、电子信息技术等多学科成果的创新技术。先进的电子信息技术发展，为BIM技术的应用提供了可能。BIM技术改变了传统的二维设计建造模式，倡导走三维立体的信息化智能化设计之路。BIM技术的应用是建筑智能化发展的需要，也是城市一体化信息管理的需要。一是在进行建筑结构设计中，设计者不仅需要考虑建筑功能、面积等因素，还要考虑建筑结构在外界环境变化下的可靠性，材料强度应对极限不可抗拒事件时的效果，建筑完成后结构空间受到破坏时的力学变化等影响因素。这些变化的设计数据在BIM技术支持下能更加准确，同时能共享。二是建筑结构设计中，往往对于周边环境的影响，更需要作出全面的评价。BIM技术就能汇集建筑物周边的布局规划情况，对新施工的建筑结构进行一体化设计，从而有效提高了建筑结构的科学性和可靠性。三是建筑物的结构设计和项目的现场施工建设具有非常大的关联性。在施工中，经常出现施工图纸和最终项目施工存在分歧的现象，从而只能对建筑结构进行修改的情况。建筑结构一部分的修改都会给整体带来影响，带来的建筑结构安全隐患也让施工变得复杂而困难。应用BIM技术能有效评估技术指标的变化，让建筑安全风险隐患降低。
        2建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析
        2.1实现建筑结构设计的可视化
        三维模型技术是BIM技术的基础，因此能够对建筑构件进行展示，从而在现代建筑工程领域内发挥重要的作用。在建筑工程结构设计过程中，通过BIM技术的应用，能够构建三维实体模型，便于用户直观认识并了解建筑结构。在大型建筑工程中，结构设计的开展，可通过BIM可视化技术来对结构进行演示，将建筑结构各项参数清晰展示出来，比如尺寸、相符度等。了解这些参数，能便于设计单位优选设计方案，更好满足时代发展需求，与用户标准相一致。有效利用BIM技术，能够对建筑结构设计中的不足进行及时发现，以切实提升建筑工程结构设计质量。
        2.2BIM技术在建筑设计方案变更时的应用
        在整个建筑工程的设计工作中，设计方案并不是一成不变的，每一个环节的每一个步骤都会根据施工的进度安排和实际情况进行针对性的调整，遇到某些突发的情况，就会变更以往制定好的设计方案，进行新方案的设计。在BIM技术没有出现以前，对于建筑方案设计的变更一般是工程方不愿意看到的，因为这需要对建筑物进行二次的检测和数据分析。但是如今利用BIM技术，工程师可以直接在三维设计图中进行数据的变更分析，并且进行新方案的设计，从而避免了以往工程对遇到的各种麻烦，提高了施工的整体效率。
        2.3BIM技术利用最新的人工智能虚拟现实技术
        实现了对建筑物从内部结构到外部环境，从具体形态到细节数据的全方位三维立体化模式展示。

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如果设计之初就开始应用BIM技术，不仅能让设计的相关数据得到保存，还能在建筑进入施工和最后完工后的数据也进行跟踪记录，从而通过不同阶段数据的对比，为设计提供科学的参考依据，找到更加合理、科学的施工方案。建筑物往往都不是孤立存在，会和周边的其他建筑、周边的居民生活环境发生冲突，比较常见的就是，建筑施工安装中受到环境制约而变得困难。BIM技术就能帮助设计人员在初期就对可能出现的问题进行有效规避和处理。在建筑施工中，BIM技术还有一个重要作用，就是让设计方和施工方实现了对建筑数据信息的共享，打破数据使用中的壁垒和不对称，让设计方和施工方共同为提高建筑质量作出应有的贡献。
        2.4分析建筑结构功用
        在实际开展建筑工程结构设计工作的时候，设计工作人员不但要从各个环节入手来加以把控，并且需要从整体的角度对各项工作进行合理的安排，并制定出工作计划，严格遵照各项规定要求对建筑工程结构实施设计工作，提升建筑工程结构整体性能。就以往建筑工程结构设计工作实际情况来说，在针对建筑工程结构实施分析工作的过程中需要运用到大量的人力物力，并且最终的分析结果准确性较差，工程施工效率和质量不能得到切实的保障。将BIM技术在实践中加以引用，能够有效的提升建筑工程结构整体设计效率，只需要将信息数据录入到BIM模型之中就可以高效的完成设计工作。
        2.5对建筑空间进行规划
        建筑空间规划在结构设计过程中需要及时进行关注，这也是建筑结构设计的初始环节。在建设区域确定后，设计人员要对该区域进行空间规划，若该区域的地形状况较为复杂，需要开展较为深入的空间规划分析。借助BIM技术对建设区域进行空间规划，分析建筑区域的坡向、坡高、斜率等参数，针对复杂地形建筑空间，提供有效的设计技术支持，进而开阔设计人员思路。通过GIS技术进行坡度分析，建立相关BIM模型，对各类参数进行模拟，设计人员通过模型对施工区域进行全方位、多角度的研究，获取大量基础性数据，为后续正式的建筑结构设计、空间规划工作提供详实资料。在建设区域地形分析工作完成后，设计人员即可开展空间规划工作。另外，通过BIM技术还可以在建筑内部进行视野分析、可视度分析，类似于坡度分析，设计人员建立相应模型实现对各项功能的分析、调试，综合多种因素，最终确定三维空间规划实际情况。
        2.6建筑结构与其他专业的协调
        建筑结构设计过程中，会涉及其他不同专业的人员、内容，需要借助有关人员的协调配合，实现最终的建筑结构设计目标。在建筑结构设计之初，利用BIM技术建立有效的信息共享系统，将涉及的数据、资料、设计要求均录入系统当中进行存储，供不同专业人员查阅。若出现其他专业设计内容变化，系统数据库会及时进行更新，确保各专业设计信息的及时性、准确性，设计人员可在系统当中对不同专业的设计信息进行及时掌握，并结合自身设计内容进行有效调改。有效改善传统模式下二维图纸的协同设计，满足相关设计工作开展的需求。BIM技术将不同专业的数据进行转换，形成可视化的内容，提升了各专业人员的沟通、合作的效率，通过整合各方参与工程建设的人员、信息，实现建筑工程项目的协同作业。
        结语
        在建筑结构设计中运用BIM技术有利于提升设计工作的高效性及综合品质，也可显著降低工程承建单位在建筑材料加工期间实际产生的设计与生产环境成本，整体利于促进建筑企业的优化发展。BIM技术中的各项功能不仅可适应于现代化建筑结构设计的工作实需，也为使用该技术的从业人员提出更严格的标准要求，即对应的实操人员应具备更专业的理论基础以及综合素养。
        参考文献
        [1]连婷.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用分析[J].居舍,2019(27):88.
        [2]吴伟科.BIM技术在建筑方案设计中的实践[J].住宅与房地产,2019(27):72.
        [3]王玉珏.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产,2019(27):84.