1 BIM技术概述
1. 1 BIM技术的概念
BIM 技术以三维数字技术为基础,可以将工程的各类信进行有效集合形成三维立体模型, 实现建筑各种信息的集成和存储, 并以电子模型的形式展现出来,在一定程度上促进了建筑
设计的现代化和信息化。将 BIM 技术应用到建筑结构设计中,不仅可以促进各单位、各部门之间的沟通交流、资源共享,如设计单位、 施工单位、业主单位三方的建筑设计资源共享,还可以构建建筑结构数学模型, 促进建筑结构设计的可行性分析。
1. 2 BIM技术的应用特征
在建筑结构设计中,集成设计信息、促进建筑设计过程是BIM技术应用的主要作用。BIM 技术有效地集成了不同专业、不同部门的设计信息,并将其建成数字信息模型,具有可视化
的特点。其中,建筑的各种结构设计信息包括建筑结构尺寸信息、建筑材料信息、建筑构件的性质等。在数据库的基础上,设计人员可以快速查找建筑信息,突破了传统计算机辅助制图软件的限制,在建筑结构设计中发挥着重要的作用。另外,BIM技术还能进行建筑设计可行性的自动检测,而且在设计变更时,BIM 技术可以将修改信息反馈到数据库中,所有相关工作人员都可以收到图纸变更信息,不需要设计人员进行图纸的处理,使设计团队的工作效率大大提高。同时,该技术还能实现设计工作中相关数据的信息共享,保障信息的有效沟通交
流,进一步确保数据的准确性。更重要的是,BIM 技术可以模拟建筑工程结构的施工过程,检验建筑结构设计的合理性,提高设计的质量和效率。


2 应用 BIM技术的设计流程
2. 1 构建整体结构模型
要构建一个完整、合理的整体结构模型,在建筑设计过程中,需要 BIM 技术的应用。通过模型精确地描述梁体、柱体、楼梯等结构信息,为后续施工建设提供重要的信息支撑。以墙体结构构件为例,分析墙体整个结构模型的构建,主要包括以下几个方面:
(1)定义建筑的实体,了解和掌握具体情况;
(2)对实体进行信息关联和集合,将模型的楼层实体和建筑实体进
行实际关联;
(3)定义墙体,完成结构模型的建立。另外,还要对建筑空间结构进行利用和管理,从而达到楼层与墙体二者实体关联的目的。
2. 2 构建部分结构模型
在 BIM 部分结构模型构建中, 涉及的内容和属性较多,包括工程成本、 材料、建造尺寸等信息。目前,BIM 模型能够满足各种构件属性的实现。同样以墙体为例实现墙体的关联关系定义。通常情况下,BIM 模型中构件包括多层材料。其中墙体是建筑的一种重要构件, 其构成也相对比较复杂,主要包括结构层、隔热层、 墙面砖和外墙面砖等。为了对其进行有效关联, 需要做好以下几方面工作:
(1)对材料的属性进行定义,熟悉并掌握材料的性质;
(2) 对集合实体、分层实体和使用实体进行分别定义;
(3)结合材料关联实体,实现墙体与墙体材料的关联。
2. 3 构建关联性结构模型
除了上述模型的构建,设计人员在设计过程中还要对个体间存在的关联性进行考虑。BIM 模型构建能够很好地实现结构的关联性,并且能够更加准确、更加直观地反映信息的关联性。如非对称性关联,是指 2 个实体之间存在的一种关系,即主从关系。该关系是指如果修改主实体,实体也会发生改变,但是不会对主实体造成任何影响,以墙体和洞口来说,墙体是主实体,洞口是主体,而洞口和墙体的关系为:洞口依存于墙体,若删除墙体,则会将洞口一起拆除,但如果要求为拆除洞口,则不需要将墙体删除,对二者的关系来说,影响是对关联关系的切断。对上述过程分析得知,将洞口与墙体进行关联,可以建立二者之间的实体关联。除了非对称关联,还有一种关联为对称性关联, 是与非对称性相对得到的 2 个实体之间有着对等的关系,即一个实体发生改变,另一个实体也会随之发生变化, 例如,结构中梁和柱二者的关联,通过建筑构件将二者进行实体关联,在这种对称性关联下,如果对主实体进行调整时, 梁实体也会发生变化调整, 反之也是一样。
3 在建筑结构设计中 BIM的具体应用
3. 1 三维设计
将 BIM 技术应用到建筑结构设计中,能够集成建筑信息而自动生成建筑模型,且以三维立体的效果展现出来。在此基础上,设计人员根据建筑物的实际施工需求合理调整各种设计参数,从而满足工程施工的标准要求。就调整设计参数而言,只需要设计人员在 BIM 软件中进行设计参数的调整,BIM技术在计算机中会自动更新建筑模型,以达到新要求的标准。
同时会再次呈现新的立体的三维建筑结构效果,以供设计人员进行进一步研究和分析。因此,BIM 技术具有协同设计的功能,帮助设计人员完成设计的同时,还能查找出设计中存在
的不足并及时修正,进而保障建筑结构设计的有效性。另外,BIM 软件能够测试、检验建筑模型的设计效果,确保设计的质量,从而保障整个建筑工程的质量。
3. 2 参数设计
针对建筑结构设计,设计人员可以通过 BIM 的设计参数数据库完成建筑工程模型的构建,同时可以通过输入修改数据的模式, 达到重建模型的目的。为了保障建筑结构设计的良
好效果,需要及时对 BIM 软件进行优化与更新。需要注意的是,在具体的建筑结构设计过程中,要对一些参数进行合理限制,进而保障设计结果的科学性。另外,将 BIM 技术应用到建设设计中,能够集成和整合一些较为零散的数据信息,通过构建直观的三维立体效果进行展示,进一步提高建筑结构设计的可行性并提升设计质量。
3. 3 结构性能分析
在实际的建筑结构设计中,要求设计人员能够充分考虑影响建筑结构的各类因素,如建筑的抗震稳定性、持久性等。就建筑结构性能的分析工作来说,传统的工作方法不仅会耗费大量的人力和时间,而且存在一些问题,例如,不能充分分析结果的准确性,进而无法达到建筑工程施工的要求标准。然而 BIM 技术可以很好地解决上述问题,保障建筑结构性能的准确性分析,同时提高工作效率,将结构性能的参数导入模型中还能获得良好的识别效果,并发现设计方案中的问题且进行改正,从而有效控制工程的整体质量[3]。现阶段,建筑行业发
展迅速,其中,绿色建筑的建设关注度越来越高,对建筑行业提出了更高的环保节能要求。为了实现环保节能的目标, 需要在建筑设计中不断优化设计参数,此时通过 BIM 技术的优化建筑设计参数模式,可以实现建筑设计参数的优化,从而提升建筑物的节能要求,降低对周围环境的影响,进而做到保护环境, 促进生态文明社会的建设。
4 结语
总之,BIM技术的应用不仅可以使建筑结构设计的稳定性和可靠性提高,保障建筑结构设计科学性与合理性。同时,还能提高建筑结构设计水平,达到更佳的设计效果。由此可见,BIM 技术在建筑结构设计中发挥着重要的作用,推动了现代建筑结构设计的发展。