建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術研究

杜佳星

【摘要】以往我國一些建筑工程中有這樣的特點，建筑結(jié)構(gòu)設計是設計，施工是施工，其中雖有一定的連接，但卻并沒有實現(xiàn)有效的對接，因此在施工中由于沒有對建筑結(jié)構(gòu)設計進行科學的調(diào)控，造成了資源浪費，同時也使建筑工程的質(zhì)量無法得到有效的保障，這與我國可持續(xù)發(fā)展的背景是不相符的。因此需要將這一問題進行解決，使得這種情況得到有效的緩解，這一技術就是BIM技術，它在建筑結(jié)構(gòu)設計中被應用后得到了建筑行業(yè)相關人員的廣泛認同，其在建筑行業(yè)各方面的價值性也得到了明顯的體現(xiàn)。

【關鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設計；BIM技術；研究

1、引言

許多人認為建筑結(jié)構(gòu)設計是藝術的一種體現(xiàn)，其實許多建筑設計師也有這樣的想法，因此一些建筑設計師在進行建筑設計時常常只注重建筑的藝術性建筑的美感，對其它方面重視的較少，這種情況的存在，導致了許多建筑問題的出現(xiàn)，在這一問題上除了建筑設計師轉(zhuǎn)變自己的思想外還需要有一種手段將結(jié)構(gòu)設計與施工進行連通，既保證結(jié)構(gòu)設計的美感藝術性，也能使其在對建筑結(jié)構(gòu)設計圖形的不斷完善中保證建筑的質(zhì)量。而BIM技術在建筑結(jié)構(gòu)設計上的應用就可以在一定程度上解決這一問題。

2、建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM模型所包含的內(nèi)容

2.1構(gòu)件方面

BIM技術在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計中具有非常重要的作用，其中內(nèi)容很豐富，包括構(gòu)建材料、幾何尺寸以及荷載等信息，這些信息能夠非常直觀的顯示出來，相關的設計人員能夠隨時進行使用和分享。尤其是在結(jié)構(gòu)節(jié)點設計方面，BIM技術的使用，能夠快速和直接進行構(gòu)件作用的判斷，將梁、板以及墻、柱等部分的信息進行定義，同時能夠?qū)B接構(gòu)件做出更加合理的判定，這樣是為了更好的將其與節(jié)點進行匹配，這樣就能夠?qū)⑺⒛Ｐ偷男畔⑦M行科學地分析、計算。

2.2整體層次關系

使用BIM技術，必須要建模，而模型的構(gòu)件需要大量的信息數(shù)據(jù)，在虛擬的條件下，模型能夠非常正確完整將結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整，為人們提供最合理、最具可行性的設計施工方案，同時，還可以緩解施工過程中所產(chǎn)生的突發(fā)問題，協(xié)調(diào)各部分施工之間的關系，BIM技術可以及時搜集并整理各種施工信息，并實現(xiàn)共享，施工人員以及技術人員在需要的時候可以隨時進行查閱和使用，為建筑結(jié)構(gòu)整體分析計算提供更多依據(jù)。

3、BIM建筑結(jié)構(gòu)設計方法

建筑行業(yè)的發(fā)展是國家發(fā)展所需要的，因而對建筑設計的要求變得更高了，建筑設計中應用一些計算機軟件已經(jīng)成為了一種常態(tài)。我國建筑行業(yè)早在20世紀80年代就有了將計算機軟件應用在建筑行業(yè)中的先河，但當時大多是以cad方式來表現(xiàn)的，這種方式從一定程度上來說是將手繪的圖形轉(zhuǎn)移到軟件之上，在準確度上有了一定提升，但是實際效果不佳，而建筑行業(yè)發(fā)展的越快，這種方式就越不適用，因此在迫切的需求下BIM技術出現(xiàn)在建筑行業(yè)中，并為建筑結(jié)構(gòu)設計提供了較大的幫助。

首先，在建筑方案的設計階段，這一階段主要注重建筑的格局以及美感。因而在進行建筑結(jié)構(gòu)設計時需要對整個建筑的功能、布局需求等進行整體的分析，設計師在心中對建筑結(jié)構(gòu)設計形成一個清晰的圖像，以BIM技術來輔助呈現(xiàn)，最終利用該軟件展示出一個三維立體效果圖，并通過這一圖形將設計師的理念等內(nèi)容都進行呈現(xiàn)，最后建筑設計師再去與結(jié)構(gòu)工程師進行溝通，看效果圖是否能滿足結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容，在雙方的協(xié)調(diào)之下將設計方案初步呈現(xiàn)出來。

其次，在初步的結(jié)構(gòu)設計方案完成后需要對建筑中的細節(jié)內(nèi)容進行相應的設計，對這些細節(jié)進行結(jié)構(gòu)設計時也可以通過BIM技術對細節(jié)內(nèi)容進行處理，如水暖電熱等重點問題上，就需要運用BIM技術進行合理的設計，進一步將初步的結(jié)構(gòu)設計圖紙完善，同時形成一份合理的設計稿。針對這些結(jié)構(gòu)設計問題設計師可以按照以下三個方面來完成，一是對利用BIM技術對建筑模型進行加載。建筑模型是結(jié)構(gòu)設計的關鍵，因此結(jié)構(gòu)設計的各個環(huán)節(jié)都需要以此來展開，以這樣的方式來進行在一定程度上可以避免因不合理的設計影響了建筑美感以及實用性。筆者以獨立別墅的結(jié)構(gòu)設計來進行舉例。一是，設計需要將結(jié)構(gòu)樣板的原件為基礎來進行，并要將建筑模型導入，在對這一數(shù)據(jù)進行導入時，同時還需導入?yún)⒄漳Ｐ?，這樣能形成一定的對比，進而有效的進行設計。二是受力構(gòu)件的布置，我們?？吹酵ㄟ^BIM技術進行結(jié)構(gòu)設計的設計圖是通過三維立體的形式進行呈現(xiàn)的，但這并不代表所有的內(nèi)容都是以三維立體形式存在的，其實對于結(jié)構(gòu)劃分就不是以三維立體形式存在的，它是在平面圖中被繪制出來的，因此這些構(gòu)件在立體圖中也會原樣呈現(xiàn)。BIM技術有較強的信息共享性，因此還可以利用這一技術將一些重要的信息，如構(gòu)件布置等內(nèi)容實時進行傳送。有時一些模型之間會存在一定的沖突，這是一種比較常見的現(xiàn)象，針對這一結(jié)構(gòu)設計上的問題還可以選擇應用BIM技術來進行檢測，這樣就可以將這一問題有效解決。三是設計預算問題，通過一系列的方式將整體的建筑結(jié)構(gòu)設計進行模型的構(gòu)建后，還需要進行一個預算環(huán)節(jié)，也就是指將現(xiàn)有的模型結(jié)構(gòu)通過一定的方式合理的進行預算設計，在預算過程中需要結(jié)合一些條件對整體的數(shù)據(jù)進行相應的分析，例如利用幾何尺寸等。

最后是三維模型的顯示與檢查。建筑圖紙的設計在初步設計階段完成結(jié)構(gòu)設計后，還要注重其圖紙施工階段的設計，這一階段也需要采用BIM技術來進行。第一需要將BIM技術設計下的初定模型在三維圖像上反應出來，同時按照這一圖像內(nèi)容將其與實際施工的內(nèi)容進行結(jié)合，如建筑形狀、結(jié)構(gòu)布置等等進行結(jié)合，進而將其基礎模型完善，使其最終形成一個成型的施工效果圖，同時還要將設備、材料、施工等各種相關的要求進行考慮，最終形成施工文件。

總結(jié)：

建筑行業(yè)在我國未來的發(fā)展中仍占有重要地位，因此BIM技術仍然要繼續(xù)發(fā)揮它的價值性，它在建筑行業(yè)的出現(xiàn)不夸張的說對建筑行業(yè)造成了極大的轉(zhuǎn)變，同時也使建筑行業(yè)與信息技術有了聯(lián)系。BIM技術在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用不僅使設計有了更強的合理性，同時還能有效的對建筑安全進行保障，其價值在建筑行業(yè)有了明顯的體現(xiàn)，因而國家還需大力支持其技術的發(fā)展完善，并為其提供更多的優(yōu)秀創(chuàng)新型人才，使得建筑行業(yè)得到更好的、可持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]高云，徐德英.BIM技術下建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同設計[J].城市建設理論研究（電子版），2014，（32）：2323-2323.

[2]蘇世耕，謝國忠.BIM技術在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析[J].住宅與房地產(chǎn).2015（28）

[3]陳慶豐，徐云博，劉繼鵬，胡愈.探析建筑結(jié)構(gòu)設計中BIM技術的應用[J].四川水泥.2015（11）

[4]潘平.BIM技術在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用與研究[D].華中科技大學.2013