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BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究金剑勋

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：金剑勋

[导读] 摘要：近年来，随着我国社会经济水平的不断提高，信息科技的迅速发展，网络技术不断进步，BIM技术的应用为建筑行业发展提供了新动力。

        浙江华昌建设有限公司浙江省湖州市 313000
        摘要：近年来，随着我国社会经济水平的不断提高，信息科技的迅速发展，网络技术不断进步，BIM技术的应用为建筑行业发展提供了新动力。高水平的建筑结构设计可以更有效地开展工程建设，保证工程建设的质量，合理应用BIM技术能提高建筑结构设计的整体效率。基于此，文章将对BIM技术在建筑工程结构设计中的应用进行研究。
        关键词：BIM技术；建筑工程；结构设计；应用研究
        引言
        建近年来，我国对BIM技术的研究也在不断深入，不仅发掘设计系统的优势并进行推广，还不断对其工程项目的应用进行深入研究。因此，本文着重对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行分析，希望可为BIM技术在我国的持续推广和应用奠定更好的基础。
        1BIM技术的主要特点
        首先，信息集成化。BIM技术在建筑工程中的有效应用能够对建筑材料以及建筑结构的实际尺寸、结构、数量、大小等具体的数据进行集成化处理，这种信息集成化的特点，有效地减少了建筑施工图纸在设计方面的流程和操作步骤。通过3D建模来将建筑项目中的几何模型紧密地建立起来，提高了传统图纸和虚拟模型之间的联系，帮助相关人员更好地对建筑结构产生了解。其次，信息传递性。BIM技术在建筑工程项目中的应用能够有效地整合相关的数据信息，通过建模来使各项数据之间的传递有效进行，并使传统的建筑结构设计过程中存在的一些问题都能够得到有效的解决，实现数据的自动化转换和传递。在具体利用过程中，减少了工作人员的工作量，并减少了人员工作方面存在的一些误差，有效地提高了工作效率，这种可传递性实现了建筑结构设计工作的有效开展，体现出了良好的效果。第三，工作人员的协调性在BIM技术应用到建筑结构设计过程中，能够让相关人员对建筑设计过程中的一些具体要求和内容进行有效的沟通，帮助人们更好地结合数据来加强对于建筑结构的理解。通过3D模型的展示，使设计出的建筑效果更加直观和形象，让施工人员以及管理人员能够更好地理解设计人员的设计理念，从而提高各个施工部门之间的合作性。帮助简化施工步骤，从而有效地提高建筑的工程施工效率。
        2BIM建模技术分析
        2.1基于IFC标准的BIM模型构建
        BIM技术应用于结构模型时，应对计算、作图以及工程造价等多种问题进行分析。基于IFC标准格式的背景下，解决结构模型中的问题，IFC具有很多优势，有利于BIM结构模型中对最小结构单元的几何尺寸以及组织形式进行定义，还能为结构模型建立出模型所需要的材料族库。以砖墙为例，IFC设定标准的建筑模型，其基础主要组成结构是砖块，包括构建出砖块的几何尺寸、物理能力以及空心等信息。通过利用构建出的材料与实体相互关联，实现建筑墙体与墙体所需材料之间的关联。
        2.2BIM结构模型的构建
        材料族库建立后，BIM技术可以将材料模型与建筑结构中构建出的模型相关联，例如，建筑结构中的梁、柱、板和楼梯。设计建筑墙体结构中的构件部分时，应先定义好建筑的实体性质再进行关联，以体现建筑中每个楼层与实体之间存在的关联，进而通过空间结构关联实体，更直观地展现墙体实体与各楼层实体之间的联系。
        2.3关联性结构模型的构建
        工作人员在设计过程中应充分考虑结构中构件之间相关联的因素，通过BIM技术建立建筑模型，分析建筑之间存在哪些关联性。通常有两种形式，一种是对称性，另一种是非对称性。建筑模型中的非对称性主要体现在两个建筑之间存在主要、次要的关系。如果要修改建筑实体，应保证建筑实体本质不发生变化。

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针对墙体与洞口之间的关联性，洞口存在于建筑墙体中，如果在结构模型中删除墙体，洞口会随墙体消失而消失，如果在建筑模型中单一地删除洞口，墙体依然不变。
        3BIM技术在建筑工程结构设计中的具体应用
        3.1BIM技术在建筑构件设计中的应用
        在建筑工程的结构设计过程中，楼梯、墙体以及柱子等部位都是结构设计的重要组成部分，在建筑结构的设计过程中需要相关设计人员对整体结构中的具体构件进行科学的设计。针对现浇混凝土的工程结构，在实际设计过程中需要设计人员对建筑工程中的管线走向以及建筑物的基本功能要求进行全面的考虑，科学预防各建筑结构之间的冲突问题；而在预制装配式建筑设计过程中，设计人员还需要综合考虑各预制部件之间的节点和连接关系。基于此，在设计环节工作人员可以利用BIM技术对其平面图纸进行有效的转换，能够及时发现具体结构在整体设计中可能存在的问题，从而科学优化设计工作，最终使建筑工程结构达到相关建筑标准设计要求。
        3.2BIM技术在实现结构设计可视化中的应用
        BIM技术中的三维技术能够为建筑结构构建出相应的立体效果，带来更直观的视觉冲击，方便用户对建筑构件大小、方位以及采用的材料进行观察，为用户提供便利条件。BIM技术的可视化特点，可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局与细节之处，更精准地找到设计漏洞，避免因设计方案引发更多问题。例如，楼梯高度是否符合标准，是否会碰到用户的头部，梁的尺寸是否影响建筑净空等，都可通过BIM技术中的可视化技术进行查看。由此可见，BIM技术在建筑结构可视化设计中有着不可忽视的作用，不仅保证建筑设计过程中的工作效率，还能提高工程建设的整体质量，在一定程度上提高建筑结构设计精度，降低误差。
        3.3BIM技术在建筑结构参数设计中的应用
        基于BIM技术应用下的建筑模型自身就是一个包含所有设计元素及信息的数据库，依托先进的信息技术支撑，建筑结构的模型设计中各项数据参数都是紧密相连的，且具有自动关联和修正的功能。在设计应用过程中，设计人员可以通过该数据库中的信息资源实现对建筑工程结构模型的构建工作，同时在设计过程中对不同的参数进行相应的调整，从而确保BIM系统在建筑工程结构设计过程中可以及时的更新数据库信息。BIM技术在建筑工程结构设计中的最突出优势在于其可以实现高质量、高安全性和可靠性的设计信息录入和输出功能，科学化匹配对应的数据信息，这对于提高建筑结构设计的质量有着重要的促进作用。
        3.4BIM技术在施工现场的应用
        将BIM技术充分应用到建筑项目的施工现场中，能够有效地提高施工现场的管理效率。具体来说，BIM技术的应用能够形成更加科学、合理的建筑结构设计模型，体现出地理信息技术的特点，将施工区域中的地质环境和环境情况进行良好的展示，并提高相关人员对施工现场环境的了解，针对性地对具体的施工设计方案进行修改和调整，保证施工方案的有效性，使其能够更好地满足建筑结构的施工质量要求，促进建筑施工现场的管理效率的提高。
        结束语
        在建筑工程的结构设计过程中应用BIM技术对于提升整体设计质量有着重要的促进作用。就当前我国建筑工程设计应用情况分析，BIM仍旧有很大的提升和创新空间。相关设计人员要在传统设计经验的基础上，加强融合BIM技术应用的实践，充分发挥BIM技术的应用优势，促使我国建筑设计水平再上新的台阶。
        参考文献：
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        [2]杭亚．BIM技术在建筑工程设计中应用优势思考［J］．地产，2019，31（16）：55．
        [3]李燕.浅谈BIM技术在建筑结构设计中的合理应用[J].环球市场，2019（36）：370.