建筑結構設計中BIM技術的應用

張付鵬

摘要：隨著信息化程度的提高，BIM技術作為建筑工程的一項輔助技術，已在該領域得到廣泛應用并不斷發(fā)展。本文介紹了BIM技術的相關概念并著重從BIM技術在建筑設計方面的難點展開論述。

關鍵詞：BIM技術；建筑結構設計；應用

引言

隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)一體化建設進程加快，我國建筑行業(yè)得到巨大的發(fā)展。BIM技術作為一種新型的技術得到各大建筑公司廣泛的關注與應用，施工單位可以根據(jù)該技術建立數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)各部門、各專業(yè)的資源信息共享。在進行建筑結構設計過程中，利用該項技術建筑工程師、設計人員與業(yè)主等所有參與者將共享數(shù)據(jù)信息，建立可視化的數(shù)字模型，通過對建筑結構的反復分析與模式，不斷的調(diào)整與優(yōu)化建筑設計來提高建筑結構設計的質(zhì)量。

一、BIM技術的概念

近年來建筑行業(yè)得到巨大的發(fā)展與完善，加上城鎮(zhèn)一體化建設進程的加快，建筑規(guī)模在不斷的擴大，建筑形式更加的多樣化。在此背景下，獲取更多的信息資料成為設計人員在進行建筑結構設計時的關鍵。這就需要設計公司通過各種渠道和方式進行信息的收集，對于收集到的信息進行深入分析與利用，以此達到提高施工效率，縮短工期，提高企業(yè)經(jīng)濟效益的目的，同時也能更加有效的提高建筑企業(yè)安全管理工作的水平。BIM技術是一種新型的技術，借助該項技術可以實現(xiàn)建筑結構設計由二維向三維的轉(zhuǎn)化，建立數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)各部門、各專業(yè)的資源信息共享。在進行建筑結構設計過程中，利用該項技術可以實現(xiàn)建筑工程師、設計人員與業(yè)主等所有參與者共享數(shù)據(jù)信息，建立可視化的數(shù)字模型，通過對建筑結構的反復分析與模式，不斷的調(diào)整與優(yōu)化建筑設計，同時幫助企業(yè)降低各個階段的成本，縮短施工時間，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

二、BIM技術應用在建筑結構設計中的難點

BIM技術是通過建立建筑數(shù)字結構模型，根據(jù)結構模型的數(shù)據(jù)信息反饋到分析軟件中，該軟件可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析與處理。設計人員只需要根據(jù)軟件最后得出的數(shù)據(jù)對設計方案和施工方案進行調(diào)整與優(yōu)化即可，這樣大大提高設計方案與施工方案的質(zhì)量。BIM技術是通過建筑結構分析與施工方案統(tǒng)一的作用下進行的。利用該項技術構建建筑模型時，為了有效提高建筑結構的安全性，技術呢元必須保證模型空間數(shù)據(jù)物理模型與空間的真實性，這是保證設計方案的關鍵環(huán)節(jié)。需要注意的是建筑材料自身的性能以及負載等不同物理特性也會對建筑結構具有一定的影響，因此技術人員在進行數(shù)字模型構建時，不可變量的參數(shù)和參量會直接影響模型構建的質(zhì)量與真實性。BIM技術理論指出，在構建數(shù)字化模型時，一定要保證工程的物理模型、建筑結構數(shù)據(jù)分析與施工圖紙實現(xiàn)完全統(tǒng)一。在實際操作過程中，如果一個構建的數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，就無法保證模型與數(shù)據(jù)分析、施工圖紙的一致性。因此，在構建數(shù)據(jù)模型過程中，進行連接結構數(shù)據(jù)分析時，經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)無法實現(xiàn)統(tǒng)一，造成有效數(shù)據(jù)的丟失，進而無法對建筑結構性能進行有效的分析。

三、BIM技術在建筑結構設計中的具體應用

（一）節(jié)約能源及利用能源

節(jié)約能源和利用能源在評價綠色建筑的標準中是一項十分重要的內(nèi)容。通過建立一個可視化的建筑三維BIM模型引入分析能量消耗的軟件，或者轉(zhuǎn)換格式引入分析能量消耗的軟件，并在相關規(guī)范和標準的基礎上，結合當?shù)貙嶋H氣候氣象數(shù)據(jù)，對模擬的結果作一個科學合理的調(diào)整或優(yōu)化建筑維護結構和設置相應的參數(shù)。此外，通過BIM技術可以分析室外太陽輻射的分布區(qū)和太陽輻射強度。因此，用于優(yōu)化和完善太陽能設備的設計，可以最大程度上對可再生資源的科學合理利用。

（二）BIM技術在鋼結構建模中的具體應用

現(xiàn)階段，在我國建筑施工中鋼結構是大跨度建筑物的主要結構形式，因此在進行鋼結構建模是需要攻克結構連接與加強件布置等難關。再加上設計鋼結構時所涉及到的梁柱連接、梁梁鉸接等多種連接形式，這無疑增加了鋼結構設計的難度。因此設計人員在進行鋼結構設計時一定要根據(jù)梁自身的高度，同時將各個連接件進行專項設計并將其參數(shù)化。設計人員可以利用BIM系統(tǒng)中參數(shù)共享的功能，嚴格控制高螺栓的數(shù)量與間距。同時利用對參數(shù)的條件實現(xiàn)新的連接件。在鋼結構實際施工過程中技術人員一定要參考相應的設計位置，從而確定出加強件與連接件的準確位置，這樣進一步提高施工人員的工作效率，縮短工期，同時也提高了鋼結構的設計質(zhì)量。

（三）集成化設計

在設計的過程中應用到集成化設計是將工程學考慮在內(nèi)的，工程學知識在建筑設計中的應用可以使整體的設計方案更加的完整，可以優(yōu)化建筑的性能，提供全新的綜合策略。綠色公共建筑設計是一種新型的設計形式，應該多多思考復雜的分析模型，傳統(tǒng)的設計方法和思路會嚴重影響設計的進程，不能夠進行高效準確的設計。利用BIM技術可以提高設計的速度，對信息準確性的把握也可以加大，依靠建筑師的經(jīng)驗進行定性分析已經(jīng)不再允許，BIM技術可以提供準確的數(shù)學邏輯幫助進行定量分析。

（四）運營與管理分析

BIM技術的核心是參數(shù)化的三維可視化模型，這是各個相關專業(yè)信息的結合，可以把建筑物涉及到的不同專業(yè)中的各種參數(shù)加以可視化，并可以與整個建設過程中的信息保持一致，同時能實時提供相關的各種項目的資料。提供的這些數(shù)據(jù)具有極高的完整性而且可靠性，并能進行實時協(xié)作、長時間持續(xù)提供經(jīng)營管理現(xiàn)階段綠色建筑對工程信息的要求。例如項目運行一段時間后需要清洗空調(diào)通風系統(tǒng)，此時就要熟悉和掌握所有的空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模、空調(diào)管道的位置、以及圍繞該系統(tǒng)的其他功能管線位置都要熟知，之后才能決定投入的相應的人力物力和必要的工具。通過BIM模型就可以實現(xiàn)它并且能夠高品質(zhì)地滿足這些要求。

結語

綜上所述，隨著我國居民對建筑行業(yè)要求越來越高，保證建筑結構設計質(zhì)量和施工質(zhì)量成為建筑行業(yè)長久發(fā)展的關鍵。根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，利用BIM技術對建筑結構進行優(yōu)化設計，保證建筑施工質(zhì)量也直接關系到人們的生命財產(chǎn)安全，因此設計單位一定要加強對該方面工作的重視，不斷的引進先進的技術和工藝，從而提高建筑結構設計方案的合理性和科學性，促進建筑行業(yè)健康長久的發(fā)展。

參考文獻

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