浅议BIM在建筑结构设计中的应用
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应用技术与设计浅议B IM在建筑结构设计中的应用
陈小桥1鲁丽娜2
(1.孝感市城乡规划建筑设计研究院，湖北孝感432000; 2.湖北核工业勘察设计院，湖北孝感432000)摘要：BIM技术通过构建建筑完整的信息模型，使各方达到协同设计、施工一体化，能够有效减少建筑设计周期、提高建筑 设计效率与设计品质。
本文对比分析了 BIM与传统绘图软件CAD区别，介绍BIM技术特点以及在建筑结构设计中的应用。
关键词：建筑结构；结构设计；BIM,可视化；协同设计
随着建筑行业的转型发展，新型建筑结构体系不断发 展，复杂的建筑结构形式逐步增多结构设计越来越复杂，信 息化对建筑业带来了革命性的影响。
BIM作为当前建筑行业 最新兴的技术之一，BIM软件充分迎合了一些复杂建筑的苛 刻要求，提升了结构设计效率和设计质量。
BIM技术将整个 设计理念更加完整地通过三维模型表现出来，推动了建筑行 业从CAD的二维向BIM三维的技术演变，BIM三维可视化 设计和协调，使各专业工程师从三维的角度去沟通，提高了 工作效率及设计准确度。
1&M与传统CAD的比较分析
传统的CAD绘图是以二维的方式呈现三维的建筑结构，其中表达的信息可能因人的理解差异造成信息的不一致，若是 复杂的麵■，这样信息的不对等会越加严重。
同时，这样 的绘图方式使工程各参与方的交流工作量大大增加。
CAD制 图二I I的设计方式限制了设计师的思维模式，还存在着技术平 台较为单一的特点，缺乏整体协调性。
而基于BIM技术的建 筑信息化模型修改一处，相关处都会得到改变，减少了图纸的 修改量。
目前传统建筑施工方式依赖于经验主义进行，在实际 施工过程中中工程各参与方信息交流不畅通、施1C过程中协作 性较差等问题。
通过BIM技术的广泛应用，使复杂的建筑结 构设计三维立体化，将建筑结构施工图展示在大家面前的，帮 助工程各参与方更好地进行沟通与交流，这种方式不仅可以将 二维平面化的施工图转变为三维立体化的施工图，在参数精确 度的设计中相较于以往的技术也有很大的提高。
同时，通过 BIM麵模型可以将立体的虚拟施工环境展现出来，设计人员 可以根据虚拟化的施工环境分析其中存在的缺陷与不足，并对 其及时进行优化，以提高建筑施工的可行性。
2 BIM技术的特点
2.1建筑结构方案设计
在建筑结构设计中，可利用BIM模型进行建筑预估投 资和建造成本分析，以便在工程建设初期，决策人员对设计 方案作出合理的决策，避免后期出现返工，减少不必要的投 资浪费。
在平、立面结构绘制完毕后，进行工程造价分析，造价超出预算，故对设计方案进行优化，局部调整采用轻钢 结构并缩减部分空间和面积，完善设计方案
2.2建筑结构设计的可视化
三维可视化模型，每个构件信息不仅包含了几何形状信 息，还包含了材料信息、逻辑信息等。
链接后的Revit三维模 型，通过动态漫游演示可以检查结构构件与设备构件是否发 生碰撞，形成了问题报告，可以更加精确地找出问题点，达 到深化设计的目的，从而优化空间设计，使布局更合理化。
BIM这项技术使建筑的不同构件可视化，使复杂的建筑结构 设计三维立体化，更能使工程各参与方的沟通、讨论、决策 都在可视化的状态下进行，将整个建筑模型立体化方便工程 各参与方更易对项目整体的信息与功能做直观了解进行交流。
2.3建筑结构性能分析
在建筑结构设计时，要合理布置结构格局，且要提升结 构抗震性能。
BIM技术在结构设计分析中的应用，可实现建 筑结构性能的数据进行自动分析，并能及时发现建筑结构设 计中存在的缺陷，以便做出正确的调整，不断优化建筑结构 的设计方案。
2.4建筑可持续设计
在实际的设计过程中，设计人员不可能全面考虑到方方 面面的要求，需要进行后期的修改。
传统的CAD制图如果 出现新的设计方案，会导致极大的修改量，它不能像建筑信 息化模型修改一处相关处都会得到改变，每一处都需要设计 师进行修改，增加了实际的工作量。
2.5建筑结构的协同设计
能够通过运用设计平台，对项目关联方进行集合，能对 建筑工程项目的实施进行讨论和交流，从而发现建筑工程项 目中的不合理部分，并提出相应的改进措施，具有较强的协 同性。
为确保建筑结构数据的合理性，加强与各个专业之间 的协调，且通过结构数据的处理，确保建筑结构设计的协调 性。
3 BIM技术在结构设计方面的应用
目前，传统建筑结构设计主要是采用PKPM、YJK、MADAS、SAP2000等有限元结构分析软件进行建筑结构的设 计和受力变形分析，然后再将计算结果导人到CAD中进行结 构施工图的绘制。
BIM结构设计主要是采用Autodesk Revit Structure软件建立实体物理模型，然后将实体物理模型导人相 应的结构分析软件进行结构分析计算，再从分析软件中导出分 析设计信息，更新实体物理模型和施工图设计，BIM技术在结 构设计方面的目的是为了将结构设计和施工图的绘制二者相统 一，实现无缝连接。
BIM中Revit核心建模平台建立的结构物 理模型只是提供示意空间构件和协同其他专业的三维模型，结 构分析计算需要依靠其他结构有限元计算软件的配合来完成，第三方软件必须要完全实现与Revit模型的完難接。
4结语
现代建筑工程项目正越来越向着大规模、高层化以及超 高层化方向发展，面对这样的趋势，应用BIM技术使各方达 到协同设计、施工一体化，能够有效减少建筑设计周期、提 高建筑设计效率与设计品质。
相信在未来，BIM技术一定会 得到更加广泛地使用。
参考文献：
[1] 吴文勇，焦柯，童慧波，等.BIM建筑结构设计过程的研究与实 现[J]•建筑结构，2013 (si): 825-828.
[2] 赵华英.BIM结构设计应用[J] . 土木建筑工程信息技术，2015, 7 (3)：30-39.
作者简介：陈小桥（1984-)男，湖北安陆人，工程师，从事建筑 工程设计与管理工作.
1012019年第2期。
