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BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究刘发妹

发表时间：2020/11/13 来源：《基层建设》2020年第21期作者：刘发妹

[导读] 摘要：BIM技术在我国建筑结构设计当中占据着重要地位，尤其是在动态控制、模型建造以及绿色可持续设计环节，工作人员在结构设计环节当中要充分利用和挖掘BIM技术的功能，来提高设计活动的准确性和安全性。

        安徽笃敬建筑工程有限公司安徽省池州市 247000
        摘要：BIM技术在我国建筑结构设计当中占据着重要地位，尤其是在动态控制、模型建造以及绿色可持续设计环节，工作人员在结构设计环节当中要充分利用和挖掘BIM技术的功能，来提高设计活动的准确性和安全性。且可以通过三维建模和可视化技术当中发现设计方案存在的不足，让设计方案更加精细，更加完整。
        关键词：BIM技术；建筑工程结构设计；应用研究
        引言
        近年来，建筑行业可谓如日中天，不但消费人群成倍增长，各种新型的工程管理技术、设备、理念也不断涌现，这些都是当前建筑业发展的重要元素。BIM技术在科学技术发展前期就已经出现并在西方国家广泛应用，很大程度上带动了西方经济的发展。我国应用BIM技术相对较晚，但是其所带来的影响非常明显，加之我国目前的生态环境状况及可持续发展战略的提出，BIM技术在建筑工程结构设计中推广与应用是非常有必要的。
        1概述
        BIM技术是通过计算机技术对工程进行虚拟操作的数字化模型技术。这种技术可以将未施工完成的建筑以3D模式立体、完整地展示出来，并且通过计算机技术的应用，可以检测出该工程中设计是否合理、可能存在的安全隐患及建筑施工过程中各项参数的获取等，方便相关工作人员及时对图纸和设计理念进行修改或完善，切实保障建筑设计工作的合理性。另外，通过BIM技术还可以实现虚拟施工功能，能够让施工者直观地看到该建筑的施工效果，并针对其使用的建筑材料进行安全检测、建筑适配分析。
        与此同时，BIM技术能录入纸质文档中的主要内容，进而转化为可投入使用、具有实际意义的数字参数。这一功能可有效帮助设计师等人员解决建筑工程结构设计中的各种难题。
        BIM技术最先出现于美国，而BIM技术在我国得到发展之前我国一直使用AutoCAD技术，虽其技术框架与BIM技术框架相似，但其内部组成及功能实现程度相对比较简单。
        2目前BIM技术的发展现状
        BIM技术虽然已经运用到我国建筑领域当中，具有广阔的发展空间，但是这些都是体现在表面层次的。该项技术发展依然存在不少问题，例如国内企业使用的建筑模型数据并不统一，就容易在施工中造成模型重复和浪费。但是各个企业为了自己的利益，很难达成统一标准。另一方面就是BIM技术的理念在我国并没有普及，依然是在小范围内使用，不少设计人员对BIM技术的认识就是软件建模这个狭隘的概念，而没有深入理解其应用。与其说BIM是一项技术，其实倒不如说是一项设计理念，其要求是所有的参加人员都能基于统一的建筑模型，但是在现阶段我国建筑工程中还没有做到统一，各个环节之间没有明确的模型交互数据，容易产生多次返工返修，从而导致工期延长。
        3BIM技术在建筑工程结构设计中的应用分析
        3.1BIM技术在建筑结构性能分析中的应用
        建筑结构性能的分析与改进可通过特定的结构元件实现。在建筑结构性能分析中使用BIM技术对建筑物的平面设计方面有较高要求，既要保证结构性能的有效性，又要尽可能做到隐式设计。
        在结构性能分析过程中，BIM技术将部分结构设计转变为数字模型，从而验证建筑结构设计的稳定性。地下室建筑结构性能的设计是比较复杂的部分，需要考虑地下管道的布置，又要考虑做到建材的充分使用。
        BIM技术能在设计师进行结构设计之前通过相关参数的设置模拟地下室环境并自动规划设计路线，大幅缩减了传统结构设计的优化过程。如在项目执行过程中出现比例问题或质量问题，BIM技术将启动紧急修复功能，对需要修复的参数及修复后的成果进行展示。

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        3.2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。
        3.3BIM技术在建筑结构设计招投标过程中的应用
        招投标过程是对建筑结构设计进行全方位审视的过程，也是体现该设计结构合理性及经济价值的过程。在投标前期企业需要耗费大量的精力整理招投标材料、答辩细节并按照政府有关部门的要求提供其他方面的材料，流程复杂，耗费时间长。
        BIM技术在建筑结构设计招投标过程中的应用，是通过对工程数据量中的某些参数用项目术语进行阐述，BIM技术会自动对阐述结果进行评价，以此来证明该建筑结构设计的合理程度，在很大程度上简化了招投标过程，节约了准备过程中所需消耗的成本。
        对于多家企业合作完成的建筑项目来说，传统的招投标结束后可能会出现各种利益纷争，以至于对后续的建筑施工造成影响，而BIM技术的客观性非常强，对某些资源的利用有很强的记忆功能，在资源使用过程中会全面考量资源利用的合理性，避免资源使用的浪费和企业资源纷争现象。
        3.4制作虚拟模型
        BIM技术是以现代信息化技术为基础的，并通过相关的软件进行运转和数据参数设定，所以可以通过计算机进行模型建造，并在这个过程当中设计工作者可以更加全面地了解自身的设计数据。通过该技术当中的建造模型功能，可以在电脑上将建筑模型以三维的方式展现出来，而模型演示并不是主要的目的，而是在虚拟的环境之下对建筑物各方面的功能进行评估审核，比如说建筑物平衡受力情况、地面压力承受力以及建筑各个部分都存在重力等等。该技术是非常重要，尤其是目前我国建筑物的构造越来越复杂，在城市高层建筑、个性化建筑当中发挥着重要的作用，可以对建筑物每一个环节进行放大肢解，验证施工计划的可实施性。并且，在三维建模当中还可以优化建筑物当中的管道安装、机电安装，最大限度的提高布局的合理性，强化细节技术操作，避免后期工程当中出现安装技术性问题。最后，在造型模拟分析活动当中，设计者可以更为直观清晰地了解到外地情况之下建筑物所出现的损害情况，比如说在地震、泥石流环境当中，整个建筑物对碰撞的承受能力，而这些都是平面设计图纸当中无法展现出来的，有利于对建筑物的性能进行进一步优化。
        结语
        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]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.
        [2]金杰，毕研钊.BIM技术在工程结构教学中的应用探讨[J].地产，2019（17）：158.
        [3]郭丽芳.BIM技术在建筑工程结构设计中的实践[J].现代物业（中旬刊），2019（8）：82.