论文部分内容阅读
【摘 要】随着科学技术的发展，我国的BIM技术有了很大进展，并在建筑工程结构设计中得到了廣泛的应用。BIM技术应用到建筑设计行业，可以构建更加高效、科学的建筑结构模型，提升建筑工程的设计质量，确保建筑施工更加安全高效，有效提高建筑施工效率。基于此，文章首先介绍了BIM技术的实现功能，接着介绍了BIM技术在建筑结构设计中的作用，最后从建筑结构方面、建筑结构性能方面、建筑结构协调方面就BIM技术在建筑结构设计中的应用作进一步探讨，以期为提高建筑结构设计质量提供有益参考。
【关键词】BIM技术;建筑结构设计;建筑模型
近年来，建筑行业可谓如日中天，不但消费人群成倍增长，各种新型的工程管理技术、设备、理念也不断涌现，这些都是当前建筑业发展的重要元素。BIM技术在科学技术发展前期就已经出现并在西方国家广泛应用，很大程度上带动了西方经济的发展。我国应用BIM技术相对较晚，但是其所带来的影响非常明显，加之我国目前的生态环境状况及可持续发展战略的提出，BIM技术在建筑工程结构设计中推广与应用是非常有必要的。
1、BIM技术定义
BIM技术暂时仍未有统一的定义，BIM技术利用三维模型对工程项目进行设计、施工、运营等活动进行管理。BIM技术依托现代3D数字化信息技术，对工程项目不同阶段的信息进行集成，实现项目工程特性、设施实体的数字化表述。
2、目前BIM技術的发展现状
BIM技术虽然已经运用到我国建筑领域当中，具有广阔的发展空间，但是这些都是体现在表面层次的。该项技术发展依然存在不少问题，例如国内企业使用的建筑模型数据并不统一，就容易在施工中造成模型重复和浪费。但是各个企业为了自己的利益，很难达成统一标准。另一方面就是BIM技术的理念在我国并没有普及，依然是在小范围内使用，不少设计人员对BIM技术的认识就是软件建模这个狭隘的概念，而没有深入理解其应用。与其说BIM是一项技术，其实倒不如说是一项设计理念，其要求是所有的参加人员都能基于统一的建筑模型，但是在现阶段我国建筑工程中还没有做到统一，各个环节之间没有明确的模型交互数据，容易产生多次返工返修，从而导致工期延长。
3、BIM技术在建筑结构设计中的应用
3.1建筑结构分析
建筑结构设计具有系统性与科学性，其内容不仅包括建筑主体设计，还包括对与施工项目相关的地质、水文条件的分析与研究。建筑结构主体是否稳固、安全，在很大程度上取决于建筑结构的设计是否合理，而建筑结构主体的稳定性与安全性会直接影响建筑结构的整体性能。此外，建筑施工现场的地质条件也会对建筑结构性能产生较大影响。为保障建筑结构设计的科学性、合理性，可以应用BIM技术进行建筑结构与施工场地分析，利用动态信息分析建筑结构在客观环境中的应力表现，通过全面分析潜在的风险及其可能造成的负面影响，及时对建筑结构进行重新规划。同时，在建筑结构与场地分析中应用BIM技术，应站在建筑项目长久使用的角度上，对建筑结构与建筑场地加以全方位的分析，并提出切实可行的建议，从而为建筑结构设计创造更好的条件。
3.2 BIM技术在图纸设计中的应用
BIM技术的实现是基于3D图形设计的基础上的，因此可以全方位地评价分析三维数据对建筑物结构设计的影响，为后续的数据调整提供依据。而在以往的图纸设计中，如需要改动某一部分，需充分考虑最初的建筑结构设计要求及整体建筑结构是否受到影响，在此基础上实施改动，但对设计方案进行多次修改会影响建筑施工的成本，建筑结构的设计还可能逐渐偏离正轨。BIM技术在图纸设计中的应用并不会出现这些问题，设计人员只需在系统中录入相关参数并确定建筑结构设计目的就能获取图纸修改建议。经BIM技术优化后的图纸施工难度也会有所降低，为后期建筑的施工带来极大便利。
3.3对建筑空间进行规划
建筑空间规划在结构设计过程中需要及时进行关注，这也是建筑结构设计的初始环节。在建设区域确定后，设计人员要对该区域进行空间规划，若该区域的地形状况较为复杂，需要开展较为深入的空间规划分析。借助BIM技术对建设区域进行空间规划，分析建筑区域的坡向、坡高、斜率等参数，针对复杂地形建筑空间，提供有效的设计技术支持，进而开阔设计人员思路。通过GIS技术进行坡度分析，建立相关BIM模型，对各类参数进行模拟，设计人员通过模型对施工区域进行全方位、多角度的研究，获取大量基础性数据，为后续正式的建筑结构设计、空间规划工作提供详实资料。在建设区域地形分析工作完成后，设计人员即可开展空间规划工作。另外，通过BIM技术还可以在建筑内部进行视野分析、可视度分析，类似于坡度分析，设计人员建立相应模型实现对各项功能的分析、调试，综合多种因素，最终确定三维空间规划实际情况。
3.4在绿色设计中的应用
绿色设计是目前建筑设计活动当中所提倡的理念，也符合目前消费者所追求的低碳消费，而绿色设计的难度也是比较高的，设计过程当中的影响因素也比较多。在设计活动当中，设计者可以充分利用BIM技术，对建筑物的节能性能进行全方面的研究和开采，尤其是在建筑物采光、通风以及日照等方面，在这个过程当中必须要结合人体对于环境舒适度的数据，要从人体最佳体验感出发。比如在屋顶设计活动当中，可以充分利用保温、蓄热系数比较大、隔热效果明显的材料，在冬季提高室内的温度，在夏季可以很好的隔离外界的热度。通过提高建筑物这方面的信赖，让人体减少对各种电气设备的依赖。绿色设计是未来设计领域当中必然的发展趋势，因此，设计者应该不断深入这方面的研究，从保护自然环境的角度出发。
3.5建筑结构协调分析
为确保建筑结构设计符合实际施工条件，并可以与建筑结构设计以外的其他工程项目良好配合，在开展建筑结构设计工作时，必须加强建筑结构协调分析。为此，需要利用BIM技术，以建筑工程的相关数据为依据，构建施工项目模型，并把建筑结构的数据信息导入模型中，对建筑项目模型进行更新，判断建筑结构是否会对土木施工、水电暖施工、装饰施工等造成阻碍，并提出优化建议，从而使建筑结构设计更加合理。此外，为提升BIM技术的使用效果，在应用BIM技术对具体的建筑项目进行协调分析时，应做到如下两点：一是对于不同地区的建筑结构设计要选择合适的软件来开展建筑项目模型设计，从而保障数据模型的有效性;二是根据建筑项目的实际情况构建合理的数据库，保障专业设计人员与技术人员可进行良好的交流、沟通。
结语：
综上所述，人们对建筑质量、舒适性的要求越来越高。建筑结构设计过程中应用BIM技术能够提升设计质量，实现建筑行业数字化、信息化发展。设计人员需要充分了解BIM技术，关注建筑结构设计过程中BIM技术应用的关键，促进BIM技术在建筑结构设计领域中获得更多、更深入的应用，保证建筑设计工作的整体性，同时具有更高的科学性、艺术性。
参考文献：
[1]王栋磊.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].城市建设理论研究（电子版），2019（1）：65.
（作者单位：大连普达建设工程有限公司）
【关键词】BIM技术;建筑结构设计;建筑模型
近年来，建筑行业可谓如日中天，不但消费人群成倍增长，各种新型的工程管理技术、设备、理念也不断涌现，这些都是当前建筑业发展的重要元素。BIM技术在科学技术发展前期就已经出现并在西方国家广泛应用，很大程度上带动了西方经济的发展。我国应用BIM技术相对较晚，但是其所带来的影响非常明显，加之我国目前的生态环境状况及可持续发展战略的提出，BIM技术在建筑工程结构设计中推广与应用是非常有必要的。
1、BIM技术定义
BIM技术暂时仍未有统一的定义，BIM技术利用三维模型对工程项目进行设计、施工、运营等活动进行管理。BIM技术依托现代3D数字化信息技术，对工程项目不同阶段的信息进行集成，实现项目工程特性、设施实体的数字化表述。
2、目前BIM技術的发展现状
BIM技术虽然已经运用到我国建筑领域当中，具有广阔的发展空间，但是这些都是体现在表面层次的。该项技术发展依然存在不少问题，例如国内企业使用的建筑模型数据并不统一，就容易在施工中造成模型重复和浪费。但是各个企业为了自己的利益，很难达成统一标准。另一方面就是BIM技术的理念在我国并没有普及，依然是在小范围内使用，不少设计人员对BIM技术的认识就是软件建模这个狭隘的概念，而没有深入理解其应用。与其说BIM是一项技术，其实倒不如说是一项设计理念，其要求是所有的参加人员都能基于统一的建筑模型，但是在现阶段我国建筑工程中还没有做到统一，各个环节之间没有明确的模型交互数据，容易产生多次返工返修，从而导致工期延长。
3、BIM技术在建筑结构设计中的应用
3.1建筑结构分析
建筑结构设计具有系统性与科学性，其内容不仅包括建筑主体设计，还包括对与施工项目相关的地质、水文条件的分析与研究。建筑结构主体是否稳固、安全，在很大程度上取决于建筑结构的设计是否合理，而建筑结构主体的稳定性与安全性会直接影响建筑结构的整体性能。此外，建筑施工现场的地质条件也会对建筑结构性能产生较大影响。为保障建筑结构设计的科学性、合理性，可以应用BIM技术进行建筑结构与施工场地分析，利用动态信息分析建筑结构在客观环境中的应力表现，通过全面分析潜在的风险及其可能造成的负面影响，及时对建筑结构进行重新规划。同时，在建筑结构与场地分析中应用BIM技术，应站在建筑项目长久使用的角度上，对建筑结构与建筑场地加以全方位的分析，并提出切实可行的建议，从而为建筑结构设计创造更好的条件。
3.2 BIM技术在图纸设计中的应用
BIM技术的实现是基于3D图形设计的基础上的，因此可以全方位地评价分析三维数据对建筑物结构设计的影响，为后续的数据调整提供依据。而在以往的图纸设计中，如需要改动某一部分，需充分考虑最初的建筑结构设计要求及整体建筑结构是否受到影响，在此基础上实施改动，但对设计方案进行多次修改会影响建筑施工的成本，建筑结构的设计还可能逐渐偏离正轨。BIM技术在图纸设计中的应用并不会出现这些问题，设计人员只需在系统中录入相关参数并确定建筑结构设计目的就能获取图纸修改建议。经BIM技术优化后的图纸施工难度也会有所降低，为后期建筑的施工带来极大便利。
3.3对建筑空间进行规划
建筑空间规划在结构设计过程中需要及时进行关注，这也是建筑结构设计的初始环节。在建设区域确定后，设计人员要对该区域进行空间规划，若该区域的地形状况较为复杂，需要开展较为深入的空间规划分析。借助BIM技术对建设区域进行空间规划，分析建筑区域的坡向、坡高、斜率等参数，针对复杂地形建筑空间，提供有效的设计技术支持，进而开阔设计人员思路。通过GIS技术进行坡度分析，建立相关BIM模型，对各类参数进行模拟，设计人员通过模型对施工区域进行全方位、多角度的研究，获取大量基础性数据，为后续正式的建筑结构设计、空间规划工作提供详实资料。在建设区域地形分析工作完成后，设计人员即可开展空间规划工作。另外，通过BIM技术还可以在建筑内部进行视野分析、可视度分析，类似于坡度分析，设计人员建立相应模型实现对各项功能的分析、调试，综合多种因素，最终确定三维空间规划实际情况。
3.4在绿色设计中的应用
绿色设计是目前建筑设计活动当中所提倡的理念，也符合目前消费者所追求的低碳消费，而绿色设计的难度也是比较高的，设计过程当中的影响因素也比较多。在设计活动当中，设计者可以充分利用BIM技术，对建筑物的节能性能进行全方面的研究和开采，尤其是在建筑物采光、通风以及日照等方面，在这个过程当中必须要结合人体对于环境舒适度的数据，要从人体最佳体验感出发。比如在屋顶设计活动当中，可以充分利用保温、蓄热系数比较大、隔热效果明显的材料，在冬季提高室内的温度，在夏季可以很好的隔离外界的热度。通过提高建筑物这方面的信赖，让人体减少对各种电气设备的依赖。绿色设计是未来设计领域当中必然的发展趋势，因此，设计者应该不断深入这方面的研究，从保护自然环境的角度出发。
3.5建筑结构协调分析
为确保建筑结构设计符合实际施工条件，并可以与建筑结构设计以外的其他工程项目良好配合，在开展建筑结构设计工作时，必须加强建筑结构协调分析。为此，需要利用BIM技术，以建筑工程的相关数据为依据，构建施工项目模型，并把建筑结构的数据信息导入模型中，对建筑项目模型进行更新，判断建筑结构是否会对土木施工、水电暖施工、装饰施工等造成阻碍，并提出优化建议，从而使建筑结构设计更加合理。此外，为提升BIM技术的使用效果，在应用BIM技术对具体的建筑项目进行协调分析时，应做到如下两点：一是对于不同地区的建筑结构设计要选择合适的软件来开展建筑项目模型设计，从而保障数据模型的有效性;二是根据建筑项目的实际情况构建合理的数据库，保障专业设计人员与技术人员可进行良好的交流、沟通。
结语：
综上所述，人们对建筑质量、舒适性的要求越来越高。建筑结构设计过程中应用BIM技术能够提升设计质量，实现建筑行业数字化、信息化发展。设计人员需要充分了解BIM技术，关注建筑结构设计过程中BIM技术应用的关键，促进BIM技术在建筑结构设计领域中获得更多、更深入的应用，保证建筑设计工作的整体性，同时具有更高的科学性、艺术性。
参考文献：
[1]王栋磊.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].城市建设理论研究（电子版），2019（1）：65.
（作者单位：大连普达建设工程有限公司）