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建筑结构设计中BIM技术的应用探析包强

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：包强刘晶晶赵立波陈至卓符璐

[导读] 摘要：BIM技术是建筑领域中的一颗新星，该项技术得到了大范围推广和应用，有效促进了行业发展。

        辽宁省送变电工程有限公司辽宁沈阳 110021
        摘要：BIM技术是建筑领域中的一颗新星，该项技术得到了大范围推广和应用，有效促进了行业发展。由于建筑工程的施工工期较长，并且在施工过程中会受到影响的因素比较多，BIM技术作为现代化信息技术发展的产物，其应用势在必行。在建筑工程中，结构设计是其中非常重要的一步，只有保证结构设计的规范性和合理性，才可以使建筑工程的质量得到保证。
        关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用
        引言
        BIM技术主要利用收集各类施工数据，并借助数字仿真模型来构建三维模型，以帮助建筑工程施工企业对工程进行更为精细化的监督和管理。BIM技术在现代建筑工程结构设计中的有效应用，既全面实现了跨部门的信息共享，还进一步实现了各企业单位的协调工作，有利于在最大限度江都建筑工程施工成本投入的同时，从根本上保证建筑工程施工建设的整体质量安全。但现阶段BIM技术在建筑工程结构施工应用过程中依旧有诸多难点，因此，加强BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究至关重要。
        1 BIM技术概述
        BIM技术是从国外传入国内的，此技术最主要的作用是可以实现二维平面向三维立体的转换，进而帮助建筑结构设计人员能够清晰直观的对整个建筑结构工程进行了解与分析。BIM技术自身具有信息传递等特点，并且能够通过相关数字模式对整个建筑结构设计不断完善，并且能够与建筑工程的实际进展情况进行有效了解，方便相关人员对项目建设信息进行及时了解，以便针对实际施工情况对相关建筑图纸进行优化升级。除此之外，在建筑机构设计中使用BIM技术还能够有效减少建筑设计的时间，在一定程度内提升建筑工程的整体质量与安全性，为建筑工程的日后运行与维护奠定基础。
        2 BIM的优势特征
        2.1信息化特征
        在现代科技快速发展的大环境背景下，BIM技术的拓展应用是大势所趋。BIM技术可以存储海量的资讯信息，并快速检索符合实际需求且有利用价值的数据信息，然后以此为基准，构建完整化、合理化的信息模型。该模型为建筑工程项目建设创造了有利条件。在实践应用过程中，相关人员可进一步优化建筑信息模型，确保模型中所涵盖的各类数据的完整性与准确性。另外，BIM技术可构建信息平台，以便被授权的建筑结构设计人员登录信息平台，不断优化调整设计方案及相关参数信息，为工程建设提供必要的辅助与支持。
        2.2协同性特征
        在建筑结构设计中，应用BIM技术可以为设计人员、施工方与业主方提供优质的信息传递平台。由此，不同主体可以通过BIM技术搭建的信息传递平台表达自我需求，确保信息交互的高效性与通畅性。在明确业主方的需求后，设计人员可以将订制的专属建筑模型传递给业主，经业主方确认后，再传递给施工方，进而以建筑信息模型为基准，制定完善的施工方案，引导工程建设，满足各主体的实际需求。基于BIM技术的功能性较强，可以检测建筑结构中的各项基本要求，客观分析各零构配件的影响因素，并以分析结果为基准，采取切实可行的调整措施，使结构设计在保证安全前提下与建筑功能完美结合。
        3建筑结构设计中BIM技术的应用
        3.1在设计工具中的应用
        在建筑施工之前，相关人员应该做好施工准备工作，BIM为工程造价提供重要数据，在交流方式上，BIM技术相对于传统技术比较简单，技术人员在工作中，一定要快速、准确的对数据进行选用，也可根据实际情况设定相关参数。我们可以根据动态的BIM数据信息，对更新出来的数据进行共享，当市场价格出现变动时，工作人员应该做好建筑订单的列表与生产订单之前的维护工作，管理人员一定要将数据资料进行留存，以便日后进行查看。有了BIM数据库这种技术，从本质上改变了传统工程造价的理念，提升了管理水平，为今后的工程造价技术提供技术支持和保障。
        3.2参数化设计
        在BIM系统中，都要以参数化设计为主要的技术核心，在此过程中，我们一定要对技术人员进行思想教育，增强对参数化设计的重视程度，严格按组织设计方案进行施工，我们会根据商品的价格，通过综合比对，对原材料进行商业定价。传统技术的弊端太多，比如时效性太差，这是因为人工效率低，他们要对其进行一项一项导入，造成数据过多，使技术人员将大量精力投入在非重要阶段，不同的是，BIM技术可以及时解决此类问题。因此，这就需要我们在施工过程中，重视实际工程质量，找到其中漏洞，让技术人员对质量安全问题，进行严格检查。

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        3.3可视化设计
        BIM技术的应用主要是在建设项目的全生命周期中搭建三维平台，而BIM技术在建筑工程结构设计中的应用主要是搭建三维建筑结构信息模型，三维模型可以让业主、施工单位直观形象的了解项目的真实情况，可以对建筑物进行高度还原，为后期的沟通交流以及施工提供方便。在传统的结构设计中，一般是使用二维的CAD软件，进行平面、立面、剖面、详图等的设计，也可以将设计完整的表现出来，但是无法看到整体的三维模型，同时也无法赋予构件完整的属性信息等。而BIM技术不仅拥有CAD软件拥有的功能，还可以对建筑物进行三维模拟，指定构件的属性、参数信息，有利于设计人员对建筑的整体了。还可以根据ID信息查询相关构件的各种参数，方便在设计后期展示给业主方，使业主方直观的了解设计的全局信息，并且及时的发现其中的不足之处。三维可视化同时也为后来的建设项目施工提供了方便，可以更加直观立体的指导施工过程，从而提高建设工程的整体质量。
        3.4以BIM技术为核心，优化建筑模型
        立足于BIM技术视角，为确保建筑结构设计效果达到预期，应当对初步设计工作的高度重视，并从以下几方面着手：
        3.4.1加载BIM建筑模型
        在初步设计阶段，结构设计师应综合考量基础构件与工艺、设备等相关要求，在此基础上，构建主体构件结构模型。同时，确保构件的结构模型符合建筑功能要求与艺术要求。然后，利用Revit软件的可视化功能，将计算机辅助设计文件导入结构样板中，实现示图的可见性。以其它相似模型为参考对象，不断改造建筑模型。
        3.4.2布置受力构件
        在完成BIM建筑模型加载后，相关人员应当在平台上完成结构承重构件、水平构件与竖直构件的碰撞检查。在构件的碰撞检查过程中，按照检查方法的原理差异，可划分为以下两种方式：
        （1）利用专业平台实现多窗口功能的协调配合，呈现各个基础构件的布置结构特征，并联结三维立体空间模型，调整冲突；
        （2）利用碰撞检查软件，定位各个受力构件的冲突位置。在受力构件碰撞检查的基础上，充分发挥Revit软件与Navisworks软件的优势特征，执行结构构件与工艺设备的碰撞检查工作。依照项目样板创建→三维结构模型→模型整合分析→碰撞分析和专业协调优化→调整模型→梁、板、柱出图→最终施工图的流程，结构与各专业碰撞检查，强化整体设计效果。
        3.4.3检查模型
        在完成受力构件优化调整后，充分发挥BIM技术的共享优势，依托有限元分析软件，综合分析BIM建筑信息模型的构件尺寸、边界约束条件、荷载工况等基本信息，并以实际分析结果为基准，不断优化调整结构模型。然后，将经过调整后的模型导入BIM建模软件中，完成结构设计模型的修改工作。
        3.5结构性能设计
        随着我国现代建筑工程事业的迅速发展，当前绝大多数模型构建在实际使用过程中都有了崭新的要求，普遍来说，IFC模型受到了手中的广泛认可，基恩上全面满足了全部属性要求。但有些建筑工程数据信息在BIM模型中均会实时更新，为了从根本上保证工程架构设计工作不受影响，BIM技术在建筑工程结构性能设计应用过程中，可以借鉴一下两方面：一方面，依据设计位置的不同展开区分性的设计，只有这样才能够从根本上规避设计数据混乱等问题；另一方面，在模型设计中可以构建一个中心信息资源库，以确保设计师在沟通过程中出现突发问题。如果实际工程结构设计工作协调处理工作中，设计师能够把全部数据整理到一起，并利用BIM技术平台对数据予以分析处理，就能够从根本上保证建筑工程结构设计施工的协调性。
        结语
        在建筑工程结构设计中应用BIM技术对建筑工程的质量有着重要的影响，结合我国当前的建筑工程BIM技术的使用情况来看，BIM技术能够有效发挥自身特点使建筑工程的结构设计不断完善，与此同时，能够有效减少相关人员的工作量。除此之外，建筑工程的设计人员通过BIM技术构建的信息平台能够及时掌握建筑工程中的各项资料，为建筑工程项目的顺利开展提供保障。
        参考文献：
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        [2]程春龙.建筑结构设计中BIM技术的实践[J].现代物业（中旬刊），2018（11）.
        [3]周洋.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].居舍，2018（36）.
        [4]刘浩然.BIM在建筑结构设计中的应用[J].工程建设与设计，2019（01）.
        [5]万鹏.建筑结构设计中BIM技术的应用研究[J].住宅与房地产，2019（03）.