建筑结构设计中BIM 技术的应用
2019-11-28李炆科
李炆科
（山东现代学院，山东 济南 250104）
BIM 技术是基于计算机软件技术所开发的建筑模型技术，为推动建筑事业发展提供了巨大驱动力。在建筑领域当中，BIM 技术作为“新宠儿”，特别是在综合商场、高层建筑中的应用十分广泛，能保证建筑工程结构设计质量。在市场经济体制下，建筑企业之间的竞争也愈加激烈，工程设计水平直接决定了建筑工程质量。当代建筑对工程结构协调度、精度要求非常高。而BIM 技术作为一种动态建筑模型软件，具备十分强大的处理功能，为建筑结构设计提供技术支持，让每个建筑结构有效衔接，保障建筑工程的设计质量，这样才能够充分发挥建筑工程的效益。
1 应用BIM 技术的设计流程
1.1 构建整体结构模型
要构建一个完整、合理的整体结构模型，在建筑设计过程中，需要BIM 技术的应用。通过模型精确地描述梁体、柱体、楼梯等结构信息，为后续施工建设提供重要的信息支撑。以墙体结构构件为例，分析墙体整个结构模型的构建，主要包括以下几个方面：1） 定义建筑的实体，了解和掌握具体情况；2） 对实体进行信息关联和集合，将模型的楼层实体和建筑实体进行实际关联；3） 定义墙体，完成结构模型的建立。另外，还要对建筑空间结构进行利用和管理，从而达到楼层与墙体二者实体关联的目的。
1.2 构建部分结构模型
在BIM 部分结构模型构建中，涉及的内容和属性较多，包括工程成本、材料、建造尺寸等信息。目前，BIM 模型能够满足各种构件属性的实现。同样以墙体为例实现墙体的关联关系定义。通常情况下，BIM 模型中构件包括多层材料。其中墙体是建筑的一种重要构件，其构成也相对比较复杂，主要包括结构层、隔热层、墙面砖和外墙面砖等[1]。为了对其进行有效关联，需要做好以下几方面工作：1） 对材料的属性进行定义，熟悉并掌握材料的性质；2） 对集合实体、分层实体和使用实体进行分别定义；3） 结合材料关联实体，实现墙体与墙体材料的关联。
1.3 构建关联性结构模型
除了上述模型的构建，设计人员在设计过程中还要对个体间存在的关联性进行考虑。BIM 模型构建能够很好地实现结构的关联性，并且能够更加准确、更加直观地反映信息的关联性。如非对称性关联，是指2 个实体之间存在的一种关系，即主从关系。该关系是指如果修改主实体，实体也会发生改变，但是不会对主实体造成任何影响，以墙体和洞口来说，墙体是主实体，洞口是主体，而洞口和墙体的关系为：洞口依存于墙体，若删除墙体，则会将洞口一起拆除，但如果要求为拆除洞口，则不需要将墙体删除，对二者的关系来说，影响是对关联关系的切断。对上述过程分析得知，将洞口与墙体进行关联，可以建立二者之间的实体关联。除了非对称关联，还有一种关联为对称性关联，是与非对称性相对得到的2 个实体之间有着对等的关系，即一个实体发生改变，另一个实体也会随之发生变化。
2 在建筑结构设计中BIM 的具体应用
2.1 三维设计
将BIM 技术应用到建筑结构设计中，能够集成建筑信息而自动生成建筑模型，且以三维立体的效果展现出来。在此基础上，设计人员根据建筑物的实际施工需求合理调整各种设计参数，从而满足工程施工的标准要求。就调整设计参数而言，只需要设计人员在BIM 软件中进行设计参数的调整，BIM 技术在计算机中会自动更新建筑模型，以达到新要求的标准[2]。同时会再次呈现新的立体的三维建筑结构效果，以供设计人员进行进一步研究和分析。因此，BIM 技术具有协同设计的功能，帮助设计人员完成设计的同时，还能查找出设计中存在的不足并及时修正。
2.2 参数设计
针对建筑结构设计，设计人员可以通过BIM 的设计参数数据库完成建筑工程模型的构建，同时可以通过输入修改数据的模式，达到重建模型的目的。为了保障建筑结构设计的良好效果，需要及时对BIM 软件进行优化与更新。需要注意的是，在具体的建筑结构设计过程中，要对一些参数进行合理限制，进而保障设计结果的科学性。另外，将BIM 技术应用到建设设计中，能够集成和整合一些较为零散的数据信息，通过构建直观的三维立体效果进行展示，进一步提高建筑结构设计的可行性并提升设计质量[3]。
2.3 结构性能分析
在实际的建筑结构设计中，要求设计人员能够充分考虑影响建筑结构的各类因素，如建筑的抗震稳定性、持久性等。就建筑结构性能的分析工作来说，传统的工作方法不仅会耗费大量的人力和时间，而且存在一些问题，例如，不能充分分析结果的准确性，进而无法达到建筑工程施工的要求标准。然而BIM 技术可以很好地解决上述问题，保障建筑结构性能的准确性分析，同时提高工作效率，将结构性能的参数导入模型中还能获得良好的识别效果，并发现设计方案中的问题且进行改正，从而有效控制工程的整体质量。现阶段，建筑行业发展迅速，其中，绿色建筑的建设关注度越来越高，对建筑行业提出了更高的环保节能要求。为了实现环保节能的目标，需要在建筑设计中不断优化设计参数。
3 结语
综上所述，在建筑结构设计的过程中运用BIM 技术不但能够提高稳定性与可靠性，确保建筑结构设计的科学性和合理性。另外，还可以提高建筑结构的设计水平，获得最好的设计效果。由此可知，BIM 技术在建筑结构设计中具有非常关键的意义，促进了现代建筑结构设计的发展。
