基于 BIM的建筑结构设计方法研究

赵瑞静 1 夏超 2

1. 天津市建筑工程职工大学 天津市 300074 2. 中国建筑第八工程局有限公司华北分公司 天津市 300450

摘要：在我国建筑行业获得良好发展的今天，BIM技术已经广泛的应用于建筑工程中。BIM技术作为一种全新的技术，建筑设计公司因此找到一个全新的道路，建筑设计行业目前如果想要充分满足人们不断变化的居住需求，也需要对自己的建筑结构设计进行有效更新，从而让建筑结构设计能够更加符合社会的发展。

关键词：BIM；建筑结构；设计方法

引言

近些年来，随着时代的不断进步，人们对于建筑的要求愈来愈高，复杂的建筑结构形式越来越多，这给建筑结构设计无疑带来巨大的挑战。而BIM技术作为目前建筑领域中新型技术之一，能够很好地将相关的设计理念更好的通过三维模型展现出来，进而很好的促使了建筑行业由CAD的二维向BIM三维的技术改变。故对于BIM技术在建筑行业中结构设计的具体运用的研究是十分有现实意义的。

1 BIM技术简介

BIM技术是现代信息技术的代表，集成了现代信息技术的强大功能，可以对海量数据信息进行分类储存和分析管理，建构科学的信息模型。建筑信息模型为后期项目建设奠定了基础，设计人员需要对建筑模型进行优化，确保各项参数的准确性。BIM技术构建了信息平台，设计人员可以登录信息平台，对建筑结构进行不断优化，实现建筑设计的一体化。当前BIM技术在结构设计中的应用越来越普遍，且发挥的优势也非常明显。BIM技术完成的结构设计不仅能够更好的诠释设计理念和满足设计需求，也能提升设计的质量和效率。BIM技术是促进结构设计水平提升的一种辅助方式。

2 BIM技术在建筑结构设计中的应用

2.1 总体设计  　　建筑结构进行设计的时候必须要积极的应用BIM技术，才能够从根本上保证建筑结构设计的可持续性。BIM对于制定总体规划设计方案有着重大作用。首先必须要从实际施工场地入手，开展建筑可持续性设计工作。BIM技术作为主要的方法和工具，能够为设计人员提供十分重要的数据信息。BIM技术能够有效的结合建筑实际场地进行模型的分析，能够对生态与建设用地信息进行十分精确的测量，为设计人员从更多的角度进行设计工作。比如设计人员在进行场地规划设计的时候能够有效的融入水体等生态因素，满足建筑结构可持续性设计的基本要求。BIM技术还能够对建筑周边的自然环境进行模拟，比如植被以及人造结构等方面，从根本上提高了设计人员应对周边复杂关系的能力和效率。BIM技术还能够制定出科学、合理的方案，它能对太阳能进行全年的计算，能够有效的结合建筑场地的阴影面积等因素从根本上提高可持续性设计的效果。建筑结构可以从位置、体量等方面进行设计，将三维、四维的BIM技术进行有机的结合，辅助设计人员完成建筑结构设计的工作，从根本上保证建筑框架的科学性和可靠性。BIM技术可以模拟出建筑三维立体设计中的全部信息数据，从而为设计人员对建筑体量创造有利的条件，最终显现出建筑的整体结构。BIM技术在进行应用的时候应该将可持续性理念融入到设计工作中，能够得到最大化的经济效益和社会效益。 

2.2有效确立建筑结构性能

建筑体不同的结构性能和设计要求，在三维模拟结构设计上会存在很大差异。随着现代建筑在外形特征上的越来越多样化和个性化，各种结构新奇的建筑体不断产生。这些都给结构设计提出了更高的要求，直接加大了结构设计的难度，同时，也让结构设计中需要注意的问题更多。在具体的项目实施中，很有必要明确建筑体的结构性能，比如建筑体整体的构造、用途和设计侧重点等，有了这些明确信息后BIM技术才能够有针对性的加以使用，才能够给系统内部三维结构模型的设计提供非常明确的要求，让模型设计更加清晰准确。

2.3建筑空间设计的应用  　　建筑设计前进行建筑空间设计，确定工程地点后进行建筑空间分析，分析建筑空间的地形，对复杂的地形进行研究和计算，确定方案后应用BIM技术，创新设计思路，综合分析坡高、斜率、斜率等参数。比如：利用GIS软件创建模型展开斜坡走向分析，对搜集的参数展开汇总和归类并模拟，便于工作人员立足于多角度模拟项目具体状态，为后续方案设计提供依据。地形勘查后进行建筑主体设计规划，建筑物空间规划应用BIM技术具有重要作用。这是因为BIM技术可以将建筑主体内外空间以3D模型形式展示，设计师结合设计效果评价分割建筑主体室内和空间，设计建筑主体四周街道、外观参数，通过阐述调整实现资源配置优化获得最佳的空间规划模型。 

2.4设计内容可视化表达方面的应用

结合建筑工程科学设计要求及其组成结构的使用功能，为了实现其结构设计内容的可视化表达，则需要考虑BIM技术的应用。具体表现为：（1）借助BIM技术的应用优势，有效开展建筑工程结构设计工作，并在三维空间中对其设计过程进行动态模拟分析，且在丰富建筑信息资源的支持下，对结构设计内容进行可视化表达，避免对建筑工程在这方面的设计效果产生不利影响，有利于减少其结构设计问题发生；（2）将针对性强的结构设计工作落实到位，将会使相应的设计内容可视化表达效果更加显著，获取适用性良好的建筑工程结构设计方案。

2.5 BIM在建筑结构设计协调中的运用  　　建筑结构设计中运用BIM技术时需要大量的实际数据信息，将这些数据信息输入到平台中来构建建筑结构模型。为了确保建筑项目设计和施工质量，建设设计人员需要充分考虑具体情况，针对建筑信息模型中的有关参数信息实施简单的调整与处理。与此同时还需要将模型中的有关数据信息输送给相关人员，目的在于帮助相关人员更好的理解这些信息。BIM技术通过中间数据对数据信息实施处理，进而实现建筑结构设计的完美协调，帮助不同建筑设计人员之间的沟通合作。 

2.6进行准确的参数设计

当建筑体的结构性能和设计要求相对明确后，系统内部便可以基于这些要求来做准确的参数设计。参数设计是结构设计中极为重要的构成，也是难度最大的部分。参数设计一旦有偏差或者有错误，这会直接导致结构设计难以实施，甚至还会存在一些安全隐患。BIM技术可以很大程度化解这类问题，在三维结构模型背景下，设计人员可以有针对性的就设计参与做测量，还可以结合清晰直观的模型就参数做相应调整。保障参数设计的准确性，让结构设计的整体质量得到保障。

2.7在建筑结构空间规划上的应用

建筑结构空间规划方面要考虑到很多方面，比如室内的具体布局、室外的建筑实际情况以及街道等。而运用BIM技术中可视化的特征，就能很好地结合数据库中的相关信息，将设计出来的模型以一种立体化的形式呈现出来，从而使得相关技术人员对其所要设计的建筑结构更好地进行分析，促使建筑结构的空间规划能够呈现出一种更好的效果，为后面的施工奠定基础。

2.8实现建筑结构的协同设计

建筑结构设计通常有设计单位或设计师完成，但是这个过程中，很有必要和开发商及施工单位做及时有效的沟通。并不是所有的结构设计理念都符合开发商的要求，且能够在建筑施工中有效实现。基于BIM技术展开的结构设计，可以实时进行多方的协调沟通，能够将设计理念和设计方案和各方主体做有效交流沟通，让结构协同设计轻松实现。

结语

综上所述，在目前的建筑结构设计阶段，BIM技术已经成为必不可少的一种技术，相关从业人员一定要熟练掌握BIM技术，才能满足用户的现代化需求，才能提高建筑设计质量和设计效果，从而促进建筑市场更加有效的发展，给建筑设计工程提供更加有效的工作效率保障。

参考文献

[1]万鹏.建筑结构设计中BIM技术的应用研究[J].住宅与房地产，2019（03）.

[2]刘浩然.BIM在建筑结构设计中的应用[J].工程建设与设计，2019（01）.