浅析BIM技术在结构设计中的应用

︱456︱2017年7期浅析BIM技术在结构设计中的应用

刘占忠

昆明市建筑设计研究院集团，云南 昆明 650228

摘要：BIM技术近年来迅速发展并得到推广，引起了结构设计的重大变革。目前结构设计中的一些流程将得到有效的改变，诸多之前在结构设计中面临的问题也会得到解决。但是BIM技术在发展应用的过程中，也面临一些问题，但是这些问题正在逐步得到解决，从而推动了BIM技术的发展。本文通过简单阐述了BIM技术的一些基本概念及使用中的问题，简述了BIM技术在结构设计中的应用。

关键词：BIM技术；结构设计

中图分类号：TU3 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）07-0456-01

1 BIM基本概念

BIM指建筑信息模型，是近年来随着技术的不断发展而在建筑行业里出现的一种数字化技术，目前BIM技术已经在项目协作各个方面得到了有效利用，对于我国工程建筑的发展启到了重要的推动作用。

BIM技术在计算机上利用虚拟技术建设三维模型，不仅将工程建设从二维模型走向三维模型，同时还结合了数字化的技术，建立了完整的与建筑设计过程相关的信息库。而且信息库中包含了详细的建筑集合信息和专业化的信息，同时还包括非构件对象的状态信息。

2 BIM在结构设计应用中的难点

2.1 缺乏标准体系

BIM技术目前处于探索发展的阶段，国家和地区还未出台相应的各种规范和标准。由于BIM技术中包含信息的传递，因此迫切需要解决BIM相关的规范、标准与软件的协调性问题。

2.2 应用和交付问题

在设计的不同阶段，BIM技术设计的程度也不同，设计标准也不一样。参与设计的各个部门的分工和内容也有所差异。

2.3 BIM技术的应用对设备和人员要求较高

BIM技术正处于前期的推广使用阶段，目前的发展存在以下几方面的问题：应用的软件主要是外国软件，因此对应用人员的专业素质和硬件设备要求较高；除此之外各软件模块之间衔接不完善，数据共享、数据传递程度较低，BIM技术的数据传递需要进一步的提高。

2.4 使用成本过高

技术对于人员素质和硬件设备有较高要求，因此需要一定量的资金购买设备，培训人员，同时还需要不断对软件和设备进行更新。

2.5 BIM 技术存档问题

目前没有BIM技术的具体的存档标准，而且技术对于存档的硬件配置要求较高，因此需要不断加高成本，从而满足存档的要求。

3 采用BIM 技术进行建筑结构设计的优势

在对建筑结构进行初步设计的过程中，BIM技术是信息的载体模型，它包含了建筑设计过程中相关的的全部信息，不仅能够展示建筑结构的外表，而且还能有效地体现建筑结构的细节，因此BIM技术在建筑结构设计的过程中，可以最大程度的实现建筑结构的可视化效果。

在深化设计方面，传统的设计技术尚未能完全展示结构工程师的想法和结构整体，并不利于工程师一一核对检查，BIM技术采用碰撞检查，使得结构设计的检查核准过程有很大的优势，BIM技术提供协作系统，可以使相关的专业人员能够在同一个平台上进行有效的工作，实现了各部门之间的信息共享，设计人员可以对同一处进行修改，并实现同步，使其他的设计人员迅速得知修改的信息，减少信息传递的时间，提高了设计的工作效率。

目前的建筑结构设计采用图纸对结构进行表示，通过几张图纸以二维的方式来表现，通过BIM的介入，可以把建筑结构做到一个完整的虚拟的整体，从而使设计的结构更加完整、直观。

4 BIM在结构设计中需完善之处

4.1 建立完整的项目样板

设计都是基于项目样板开展的，在BIM技术中，形成良好的样板，有利于设计过程中顺利开展，减少设计过程中的很多重复工作。尽快建立一套适合中国国情的项目样板，有利于BIM在设计中被更好的运用，同时也能满足中国不同客户对于设计的要求。

4.2 钢筋混凝土结构中的平法表示

在进行钢筋混凝土施工图绘制中，传统设计通过采用平面方法进行表示，BIM技术应该使平面表示法的内容更加完整，因为BIM模型能够更加便捷的提取数据和关键信息，从而满足各种施工的要求。

4.3 BIM模型的结构受力模型分析

BIM中应用最广的两个软件是Revit和PKPM，Revit主要用于BIM 的模型建立，而PKPM主要是分析结构中的受力分析和建筑设计，这两种软件不能无缝的配合使用，还要通过第三方软件的有效转换，从而将数据转换为通用格式。

5 BIM在结构设计中的应用

BIM技术的引入，对于提高建筑的设计质量有着明显的帮助，对于结构设计人员来说，最重要的一点就是要对结构设计的质量做出有效的保证。但是传统的设计流程具有很大的局限性，设计师没有时间和精力对结构设计的质量和细节进行一一的审核，因此不能对结构设计做到很有把握，导致在建筑施工的过程中往往会面临一些突发的问题，结构完成后也与预想的有些差别，从而导致设计无法很好的表达设计师的想法，设计结果也不能满足客户的要求，通过BIM技术的介入，可以提高结构的表达精度，每个构件都有相应的属性和参数，三维立体的图纸使建筑的信息表达的更加完整、全面，对于提高设计质量效果明显。

5.1 模型建立

BIM 技术可以有效的将结构的三维实体模型用真实的构件表示出来，与传统的设计技术相比，突破了CAD技术进行施工图绘制时，只能进行二维平面绘制的弊端。BIM技术可以利用三维模型图直观地表示各构件与整体结构之间的关系。在进行实际的构件设计的过程中，通过使用BIM技术，可以实现结构模型的可视化，根据建筑结构的动态变化，对结构的构件进行合理有效的设计,从而制定出合理高效的结构设计方案。在使用BIM技术进行设计时,可以迅速发现在结构设计过程中存在的问题，及时调整设计方案,从而提高设计质量。

5.2 参数化设计

在BIM系统中，数据库整合了整个结构的所有信息，而且数据库中的信息是共享的，参与设计的人员都可以随时调取相关资料。方案设计和初步设计是施工图设计的基础，因此奠定好基础是施工图设计成功的关键。BIM的参数化设计正好可以解决这一问题。BIM技术结合了参数化的三维实体模型设计结构单元，将点、线、面等平面元素替换为基础、梁、柱等构件，而且将大量使用的构件定义为族，族中包含了几何信息、材料信息、逻辑信息等非几何信息。

5.3 BIM对设计过程的优化

BIM技术在传统的设计流程上作了优化。BIM技术的结构设计流程为：在BIM数据库中导出建筑几何信息→结构设计师制定结构设计方案→对结构方案进行优化，初步确定结构选型和布置→建立初步分析模型→通过软件对设计结构进行分析和优化，完成截面设计→专业人员分析评估结构模型，并输入BIM数据库，做碰撞检查等复核，如有问题继续重复上述步骤，没问题即可绘制施工图。

6 结束语

BIM技术的引进对于我国建筑设计的发展具有重要的意义，它的引进将摒弃我国建筑设计目前存在的一些弊端，对于优化建筑设计过程、提高建筑设计质量有很大的帮助，我们应正视BIM设计过程中存在的一些问题，并积极应对进行解决，从而促进我国建筑设计更快、更好地发展。

参考文献：

[1]梁波.基于BIM技术的建筑能耗分析在设计初期的应用研究[D].重庆大学,2014.

[2]王慧琛.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究[D].北京工业大学,2014.

[3]邵光华.BIM技术在建筑设计中的应用研究[D].青岛理工大学, 2014.

[4]卢琬玫.BIM技术及其在建筑设计中的应用研究[D].天津大学, 2014.

[5]关文雪,鲁娇.基于BIM建筑设计过程中的PDCA质量控制研究[J].中国房地产业,2015,(09):68-69.