BIM 在建筑结构设计中的应用

车 娜

（山西省轻工设计院有限公司，山西 太原 030001）

随着建筑工程项目新功能、新形态的发展，人们对建筑的要求越来越高，不仅要具有传统的适用性、耐久性和安全性，还要满足建筑美学，适应客户的个性化需求。现代的建筑设计不仅要融进建筑外观美学，还要考虑到结构、电气、水电和暖通设计，过去采取的建筑设计都是二维的平面设计，BIM 的到来让建筑三维仿真成为现实。

1 BIM 技术主要特征

BIM 技术主要是通过构建数字化模型实现对建筑工程设计、施工、管理的一种先进技术，其主要特征包括3 个方面，即信息集成化、信息传递性以及协同设计。1） 信息集成化其主要包括设计过程的集成化与设计信息的集成化。2）信息传递性该特性是BIM 技术的独有特点之一。也即是说，当修改程序中的单个数据后，BIM 系统自带的自动修复功能将会发生作用，将修改信息传递至相应的图元。3） 协同设计BIM 技术充分发挥了设计、施工、管理之间的纽带作用，并在这一过程中帮助工程的顺利实施提供详尽的数据支撑，使工程建设更加趋于科学化、规范化。

2 BIM 技术在建筑结构设计中的应用

2.1 分析建筑结构和场地

建筑结构设计首先要保证建筑的安全和稳定，这是建筑结构设计的基础。加强这一方面工作投入是很有必要的，在建筑结构设计时某个细节的疏忽都可能对整个建筑的稳定产生严重的影响，影响整个建筑质量和经济效率。BIM 技术可以与地理信息系统进行无缝衔接，通过导入地理信息数据对施工现场的情况进行模型模拟，通过直观的地理模型，确定最佳施工场地，减少现场与设计不一致的情况。

2.2 结构优化

建筑结构设计需要对整个建筑进行荷载计算，考虑梁、板、柱的承载能力并进行设计计算，整个过程复杂而繁琐，加上图纸修改，更是加重了设计人员的负担。就当前市场上的软件来看，还没有哪一款软件可以整合结构分析和建筑设计，BIM 技术却可以实现建筑和结构的统一。通过Revit 建立模型，直接出建筑图，设计人员将模型导入结构软件PKPM 进行设计，真正地实现了结构和建筑的互导。但是，软件互导会导致部分图元信息的丢失，Revit 软件中的模型导入PKPM 软件中也存在这个问题，图元信息一旦丢失，设计人员会花费大量的时间和精力去修复模型，对设计人员的技术水平要求较高，希望未来的BIM 能够真正地完善其信息模型，减少模型互导中的数据丢失问题。

2.3 钢结构建模应用

伴随建筑工程持续发展，建筑工程日益呈现出大空间、大跨度发展趋势，这也逐步增大了钢结构的应用数量与规模。钢结构链接、强化件数量众多，布置极广，钢结构设计难度因此明显增大。基于BIM 技术，则能在计算钢结构梁高度基础上专门设计所有连接件，参数化处理这些连接件，基于BIM 技术参数共享则能有效控制好钢结构中连接件（种螺栓等） 间距与数量，如果有新连接件构建，设计师无需进行重复设计工作，仅需对有关参数进行调整就能实现新连接件设计；基于BIM 技术，设计师同样可以将加强件的大样图轻松绘制成功，满足加强件的设计与制作需要。

2.4 可视化结构设计中BIM 技术的应用

BIM 技术可以将抽象的建筑数据信息处理转化为立体的可见的3D 模型，建筑模型中的建筑尺寸、角度等等信息完全与实际相符，可以使设计人员与施工人员从各个角度记性查看。传统的建筑结构设计方案总能中都会存在着一些问题，但是由于图纸是平面的，并不容易被发现，往往在施工的过程中果实施工完成之后才能够发现不合格的地方，再次进行返工不仅浪费了大量的人力与物资，还会使得整体的工期因此延后。使用BIM 技术可以在施工开始前就对工程的整体结构进行观察，轻而易举的找出不合理的地方，从而进行改进。

2.5 提高出图效率

Revit 软件制作的建筑模型，在出图过程中有两个便利，大大提高了出图的效率。第一，对于模型的建筑图，只需要点击出图即可，就可以直接导出想要的一整套图纸，软件会自动的进行平、立、剖图的选择和完善，而且出图精确度很高，基本不需要人工修改，犹如将人手工绘制的图纸，直接交给软件自动绘制，大大的提高了绘制效率。第二，如果遇到图纸的大样图，也就是对某些细部的剖面图，传统绘制图纸只能让设计人员进行三维想象，并通过CAD 进行绘制，绘制容易出错，而且效率特别慢，可是在Revit 软件上，只需设计某平面，点击形成剖面图即可，就可以直接形成所对应的剖面图，而且图纸信息可以实现传递和共享。

3 结语

建筑行业作为对社会、经济发展和人民生活影响巨大的行业，其发展不仅需要施工人员努力提高施工水平，在实际施工中不断探索和创新，不断改进现场施工工艺、施工方法，还需要设计人员不断提高设计水平，通过应用新材料、新工艺、新形式降低施工难度和施工成本，不断提高建筑的安全性、耐用性。BIM 技术在建筑结构设计中的应用，极大地提高了建筑结构设计的工作效率和设计方案的科学性，减少了不必要的设计错误。当前，BIM 技术在建筑结构设计中的应用还需设计人员继续完善，同时将其影响力扩大到建筑设计的相关领域，促进我国建筑行业的发展。