BIM 在建筑结构设计中的应用

2020-02-15喻昌

建材与装饰 2020年28期

喻昌

（张掖市建工设计有限责任公司，甘肃张掖 734000）

BIM 技术的全称为Building Information Modeling，它是基于信息化技术并以计算机为媒介，将建筑行业建模时所需要进行绘制的图纸，以三维立体的形式进行呈现的一项专用于建筑行业建模的技术，而基于此技术所制成的图纸有着接近完美的精准性。而在建筑行业中对于数据的完善与数据的精准性都有着非常高的要求，BIM 技术的应用正好让数据的精准性得到了保障，同时还能够将建筑结构模型以更加直观、更加具像化的方式展现在设计人员的面前，这能够在更大程度上帮助设计人员进行更加有效地改进工作与完善工作，最终使建筑结构更为科学。

1 BIM 技术的特性

1.1 信息集成

BIM 技术的运用需要将计算机作为媒介，而因BIM 技术依托于计算机而使得BIM 技术能够进行大量的数据计算。在建筑结构设计中往往需要涉及多领域且海量的数据，传统的数据采集与计算方式在科技飞速发展的现在已然不能够提供足够的“能量”。在运用BIM 技术后，海量的数据与整合工作从复杂转为了清晰化且也因计算机强大的运算能力使得BIM 技术能够同时对多方面数据进行整合，例如整个设计过程方面的数据、设计信息方面的数据。BIM 技术除了能够让数据的整合更具便利性外，更有着在模拟建筑设计结构时让设计人员明确设计的可行性的优势。因为BIM 技术有别于CAD 技术，它能够从多个几何角度结合于多个几何信息建立对应的信息模型，这令设计人员在选择建筑材料、建筑过程中所需要的结构数量等重要组成因素时有了一定的参考依据。

1.2 统一相关联的数据

BIM 技术有别于传统的手工绘制或者CAD 技术，它有着非常强大的数据统一和数据传递功能，即在设计过程中当设计人员对某一处数据进行更为科学的调整时，其他相关联的数据会自动进行统一化修改，而这样自动化程度较高的技术在很大程度上减轻了设计人员的工作强度与工作压力且最大限度降低了设计人员在修改一处数据而忘记进行其他区块数据的对应修改的情况的发生，使得建筑结构设计的过程能够有着较高的正确性。

1.3 相互合作

建筑施工的开展需要多个领域的共同协作与多个部门的通力配合才能够做到完善且有成效地开展，而在建筑施工的开展过程当中，效率较为差强人意的即为各部门之间的联系与沟通的效率。随着BIM 技术在建筑结构设计中的运用，使得这一低效率的环节得到极大的改善。

具体进行分析主要是因为BIM 技术其所具备的相关特性，令沟通这一环节中各部门之间的联系变得更为便捷。而相关特性指因BIM 技术所实现的三位模型的创设使得各部门能够在此三位模型之中去选择自身所需要进行信息和要素进行相关工作的开展，而用BIM 技术自带的自动检测功能使得各部门在对应进行数据的设计与调整时能够将其他部门掌握的三位模型与相关信息进行自动化调整，这充分地加快了各部门之间的协同合作、协同设计的节奏，令相互合作的整体质量得到明显提高。

2 BIM 技术在建筑结构设计中的应用

2.1 在建筑场地分析中的应用

建筑结构设计是一项烦琐且复杂的工程，因为建筑的外观、建筑结构的相关设计并不能单凭着设计师的所思所想、客户的需要而随意进行设计的，若要真正做好建筑结构设计除了要把控建筑结构的合理性外，同时还要兼顾建筑施工所在地的地理环境、水文条件等，只有这样从多方面角度进行分析与设计才能够最大限度保障建筑的安全性与质量。

在传统的建筑结构设计中，因为建筑结构设计需要对多方面数据进行不断分析，导致工作效率处于较低的水平；而在当前，因BIM 技术的加持，建筑场地分析这项烦琐的事情变得简单。因为BIM 技术能够结合信息化技术并以强大的计算能力为基础对建筑结构设计前期所需要进行分析的数据进行高效率的分析，且分析得出的结果能够给予设计人员一定的参考意义，这大大减轻了设计人员的工作负担也令建筑结构设计能够更符合于建筑所坐落的环境之中，也让施工工程在开展时能够更为顺利。

2.2 在中期设计阶段中的应用

在前期的建筑结构设计中，因BIM 技术的运用而让基于地理环境、水文条件等方面的勘测工作与后续基于此而确定的建筑结构的选型、体系结构的确定变得简单。在中期设计阶段中，设计人员需要根据前期工作得出的参考依据进行建筑结构细节的完善与确定，但这项工作涉及的细节和要点是十分复杂的，如所敲定结构的仿真模拟、建筑结构的关联性等等。而BIM 技术的运用让仿真模拟实验有着非常高的真实性且也让所设计的方案中的不足得到了呈现，这给设计人员提供了进行改良的基础和必要条件。

2.3 在建筑结构设计各专业协同中的应用

正如上文提到的，建筑结构设计涉及的领域与相关数据是非常多的，而传统的建筑结构设计流程所提供的“低效益”已然无法为有着现代化需求的现代建筑结构设计提供优质服务。BIM技术的运用在很大程度上让多领域、多专业的相关数据传播与应用变得更为高效，但高效的数据传播是不足以支撑起建筑结构设计这项繁锁的工程的，而BIM 技术在令数据传播有着高效率的同时亦让数据的汇总、数据的处理都有着统一的高效处理效率。这样多方面协同工作且高效率的结合使得建筑结构设计的工作效率和数据完整性都有了进一步的提高。

2.4 在建筑结构应力表现模拟与分析中的应用

建筑结构的设计与构建除去将建筑所在地的水文条件、地理环境等信息作为基础与必要参考因素外，结合这些条件针对建筑结构性能进行相关分析与预设亦是非常重要且能够基于BIM技术而实现的。建筑结构性能情况、应力表现关乎着建筑在实际建设地点落成后建筑自身所能承载的压力，且这关乎着住户的人身安全等。

建筑结构整体的应力表现在传统的建筑结构设计中难以得到有质量且全面的分析，反观结合于BIM 技术进行建筑结构应力表现的模拟与分析能够因BIM 技术的运用而进行例如建筑在接收到某种振动且振动方向较为多样时的实际应力表现等，而BIM 技术对于此表现的模拟与分析是基于其内置的软件来实现的，通过工作人员将各要点数据进行输入系统来运用BIM 技术进行一个计算，基于此而进行的分析能够在建筑设计的过程中就对设计中存在的缺陷与不足进行修改与完善，避免建筑结构的整体设计因此类问题而出现设计质量的问题，这样的模拟与分析给建筑结构设计增添了极高的可靠性。

3 BIM 技术在建筑结构设计应用中需要注意的问题

在运用BIM 技术进行建筑结构设计时要严格检验方案中的数据是否有存在错误且要对应地及时进行相关调整；在运用BIM技术进行仿真模拟时切记要全方位地对重难点项目、隐蔽性项目进行多次检查，以此来保证相关设计是否合理；在进行原点文件的创建时要严格落实主体专业的条件，防止因工程项目主体专业令原点文件的创建受到影响。

除上述所提到的外，BIM 技术在建筑结构设计中的应用让更多的3D 工具步入建筑结构设计的过程之中，而3D 工具与BIM技术的结合让工作人员需要不断调整与设置的系统参数、模块参变量相较于2D 软件而言增加了很多。因此在结合3D 工具与BIM 技术进行建筑结构设计时针对于系统参数、模块参变量的设计亦是各工作人员需要注意的问题；结合于BIM 技术而出现的3D 工具相较于2D 工具而言有着更多的功能，但同时功能的实现需要更多的模块对其进行支撑才能够实现，而更多的模块的添加增加了工作人员的工作难度，因此对于更多模块的学习亦是需要注意的问题。