建筑工程BIM结构分析与设计方法应用

1、建筑工程BIM结构分析与设计方法应用太原理工大学山西太原030024摘 要：随着建筑工程的发展，传统的建筑结构设计技术的弊端日益凸显，具体 主要表现在各专业之间的衔接不理想，整体性不强、协调性比较差，所以其已无 法满足当前建筑工程结构的设计需求。而BIM结构分析技术则可以有效地解决 上述存在的问题，同时也可以在增强结构分析和设计的科学性、合理性和安全性 的基础上，提高结构分析与设计的效率。本文从BIM技术概述入手，就其在结 构设计中的应用进行了探究。关键词：建筑工程；BIM技术；应用随着科学技术的迅猛发展，传统采用的二维建筑结构设计方法已经无法满足 当前建筑结构设计的要求，所以如何才能够将丰富

2、的设计理念和方法灌输到建筑 结构设计中，使建筑结构设计过程可以更加直观、便捷是现阶段建筑行业发展所 亟待解决的难题之一。而BIM技术不仅可以确保结构分析和设计的质量，也可 以有效地提高结构设计的效率。因此，对于BIM技术在建筑工程结构中的应用 进行分析具有重要的意义。1 BIM技术1.1 BIM技术的基本含义所谓的BIM技术实际上就是建筑信息模型的英文缩写，其实际上是数字化 技术在建筑结构设计中的具体运用。所谓的BIM技术实际上就是借助计算机这 个结构设计平台，通过相应的结构设计软件来模拟建筑结构三维模型，从而可以 实现从二维模型设计向三维模型设计方向过渡，同时借助数字化的技术可以为建 筑工程

3、提供丰富的结构设计信息数据，所以可以更好地反映建筑的专业化和集合 信息，也可以对于那些建筑结构设计中非构件对象的运动和空间行为等信息进行 描述。另外，通过BIM技术中的各种专业软件，可以实现建筑内部各构件和系 统之间参数信息的关联性，并且可以使相关的设计人员借助可视化互动平台来便 捷地进行分析、设计和修改，从而可以确保结构分析和设计的科学性和合理性， 同时也可以有利于提升建筑工程造价的合理性和经济性。简言之，BIM技术实 际上就是在建筑正式开始建造前，先在计算机设计平台上进行相关建筑的提前设 计和优化，接着再将相应的结构设计结果反映到建筑结构施工中来，这种协同化、 可视化的交互设计可以大大提高

4、设计的质量和效率。1.2 BIM技术在建筑工程设计中的优点正如上述所述，BIM技术在建筑工程设计中的应用可以彻底打破传统二维 模型设计所存在的种种弊端，为设计人员提供了一个全新的结构设计平台，可以 使结构设计人员将自己的设计思想和理念以三维设计的方式展现出来，从而可以 确保建筑工程设计的质量。而就BIM技术在建筑工程设计中应用的具体优点而 言，其主要包括以下几个方面：首先，BIM技术作为建筑工程结构设计的载体， 其富有丰富、完整的设计模型，可以充分体现建筑结构设计的各个部分，真实体 现建筑结构的真实情景；其次，该技术的应用可以有效地解决当前建筑设计不够 深入的问题，其可以从多角度、多方面来对建

5、筑工程进行全面模拟，所以可以使 设计人员直观把握建筑结构的各个尺寸，以便更深入地分析建筑的空间结构。另 外，BIM技术可以代替建筑图纸而以虚拟的建筑形式展示给学生，所以有利于 避免图纸所存在的结构设计不全面的问题。因此，通过BIM技术的应用，建筑 工程结构分析和设计质量非常好。2 BIM技术在建筑工程结构设计中的应用分析2.1模型建立BIM技术可以将建筑中各个结构以虚拟的三维实体模型真实地还原出来， 这主要借助于模型构建软件平台上所收录的各种构件库。与传统的建筑结构设计 相比，BIM技术设计手段彻底打破了 CAD技术所存在的平面绘图限制，可以以 形象直观地三维建筑模型来展现建筑整体结构与其各建

6、筑构件间的联系性。另 外，在实际的建筑结构设计分析和设计的过程中，借助BIM技术的运用，可以 借助动态可视化技术来动态展现建筑中各个结构的实际物理变化和力学特性，从 而可以制定一个科学、完善的建筑结构设计方案，同时也可以借助BIM技术来 快速、准确地发现和修改建筑工程结构设计过程中存在的建筑结构设计方案，确 保建筑结构设计的质量。2.2参数化设计在建筑结构设计中应用BIM技术的时候，可以通过相关的结构设计软件来 将建筑的整个结构信息整理成一个完整的数据库，并且该建筑所形成的数据库具 有良好的共享性，所以参与建筑结构设计的各方均可以共享这些建筑结构信息和 数据。通常而言，建筑工程的初步设计和方案

7、设计会对建筑工程施工图纸的设计 具有较大的影响，这就致使建筑结构工程人员错误地将那些建筑工程结构设计中 的次要设计阶段作为了结构设计的重点，所以这种本末倒置的设计理念和思想极 大制约了设计的科学性和合理性。而BIM技术在建筑结构设计中的参数化设计 则可以很好地解决这一问题，其可以借助参数化的三维实体模型构建来将建筑工 程中实际的梁柱等构件以点、线、面等形式展现出来，同时建筑中的各个结构构 件也包含了材料、几何和逻辑等方面的信息，所以参数化的设计可以确保建筑结 构设计的质量。2.3设计过程优化与传统的建筑结构分析和设计相比，BIM技术在建筑结构设计流程方面上 进行了良好地优化处理。通常而言，BI

8、M技术在建筑结构设计中的具体设计流 程主要包括以下几个方面：从BIM数据库中导出相应建筑的几何信息、设计建 筑结构方案、优化结构设计方案、初步选择结构设计和布置的情况、建立初步的 建筑结构分析模型、借助软件来分析建筑结构的特性、完成建筑工程各结构的截 面设计、对设计完毕的建筑结构模型进行多专业的分析与评估以及输入相应的 BIM数据库并绘制针对性的建筑工程施工图。通过这种顺序化的建筑结构设计 流程，可以确保建筑结构设计的质量。另外，为了确保建筑结构设计流程的合理 性，施工人员还需要加强对各设计步骤的检查和审核强度，以确保设计的质量。2.4建筑结构设计中应用BIM技术的难点虽然BIM技术在建筑工程

9、结构设计中的应用具有一系列优点，但是也存在 着一些不利的问题，具体主要包括以下几个方面：首先，缺乏标准化的制度体系。 当前我国针对BIM技术的应用还处于初级的探索阶段，还没有形成完善的标准 体系，所以BIM技术传递的过程中，BIM相关方面的规范以及计算机操作软件 的协调性之间具有衔接性不足的问题。其次，法律责任问题主要体现在该技术运 用过程中的有效性和合法性，比如模型建立与传统建筑设计内容之间具有差异 性，并且BIM各方的修改权限所引发的质量问题等等。再次，应用与交付问题。 针对建筑结构设计的不同阶段，BIM技术的设计标准和深度会有差别，同时分 工内容也会各不相同，加之BIM技术当前还处于初期

10、的推广阶段，所以BIM技 术的传递性有待进一步提高。另外，BIM技术的文件存档会对计算机的硬件配置有较高的要求，并且存 档也会进一步增加建筑结构设计的成本，所以BIM技术的存档问题有待进一步 解决；而BIM技术的应用成本也比较高，对于设计人员的素质要求比较高，所 以必须要投入一定量的资金来对这些人员进行专门性的技术培训，还需要进行软 件的实时更新。因此，针对当前BIM技术应用中存在的种种缺陷和不足，我们 必须要加大对该技术的分析和研究力度，以不断提高BIM技术在建筑结构分析 和设计的应用质量，并要尽量降低其应用的合理性和经济性。总之，BIM技术作为一种全新的结构设计技术，其以三维的参数设计的全 新理念和方法为基础，极大地丰富了建筑设计的内容，可以有效地提高设计的科 学性、合理性和效率性，同时也可以使建筑工程减少因工程返工或变更而造成的 经济损失，其重要性可见一斑。因此，在建筑工程结构设计的过程中，相关设计 人员必须要结合建筑工程的实际情况来采取BIM技术，从而确保结构分析和设 计的质量。参考文献