建筑结构设计中信息模型技术的应用范文

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【摘要】

近年来，建筑工程行业快速的发展，许多先进技术在建筑结构设计中得到了广泛的应用。其中，BIM因其独特的性能，在建筑结构设计中广泛应用，能够极大的提高建筑结构设计的质量以及效率。本文将探析建筑结构设计中BIM技术的应用。

【关键词】

建筑；结构；设计；BIM技术；应用

1引言

社会经济快速发展，带动科学技术不断的进步，这就引导了现代建筑行业的发展，各种新型技术和设施不断应用在建筑行业中，计算机网络技术越来越广泛应用到我国的建筑行业中，BIM技术就是其中一种。BIM技术在建筑结构设计中的应用，能够很好的保证建筑结构符合施工要求。

2BIM基本概念及和应用意义

2.1BIM的基本概念

BIM指建筑信息模型，这项技术是随着我国建筑行业近些年的发展而发展的一种数字化的技术，如图1所示即为建筑结构设计中BIM模型的构建示意图。BIM技术一方面将工程建设带入了三维时代，另一方面通过数字化技术的应用，能够为成为工程建设的信息库，在建设信息库的过程中需详细的描述建筑专业化的信息，并且包含非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。

2.2BIM技术在建筑结构设计中的应用意义

2.2.1优化设计流程，方便管理

当前，传统建筑结构施工图设计所采取的二维图纸方式存在较多问题，设计流程复杂：①相关设计人员需要结合实际施工情况设计模型并且分析建筑结构，依据结构设计软件实现构建设计以及内力分析；②将计算得出的结果提交给相关设计人员，并且对建筑设计模型进行调整，直至满足建筑设计需求；③需要根据结构设计进行施工图纸的绘制，由于目前的CAD技术取得了长足的发展，能够利用图层识别技术，进行构件定位以及自动导入轴网等少量信息，但是大量信息还无法兼顾，在绘制建筑结构施工图的过程中，尽管CAD软件能够具备一定的二维图自动生成功能，但是并没有关联性、完整性的信息，还不能够确保信息一致。与传统的建筑结构设计相比，建筑结构设计最大的优点在于以下几方面：工程设计中能够具备完整的信息模型，能实现图档与模型的自动更新以及关联，并且实现相关软件之间的信息转换。①通过BIM设计软件建立BIM模型，然后将BIM设计模型导出成为IFC文件，并且采用BIM模型集成与提取平台，对建筑设计模型的结构构件信息加以提取，从而得到建筑结构施工图设计BIM模型。除此之外，还需借助BIM模型的提取，形成建筑结构设计的几何模型，通过BIM模型中的补充荷载对建设结构的合理性进行分析，同时反馈建筑结构模型的状态，根据需要进行模型数据的调整。②将建筑模型与设计结果形成的BIM模型有机结合在一起，完成完整的BIM模型。③在建筑结构设计过程中，采用BIM模型进行管理，从而帮助结构设计更具可靠性，为工程后期施工奠定基础。

2.2.2构建结构模型以便更直观的进行结构设计

一般情况下，BIM技术在建筑结构设计的应用能够更加直观的表现设计理念，其不仅是最基本的结构物理模型，也包括管理信息、关联信息、属性信息等，在结构物理模型信息中，包括约束信息、轴网信息、截面信息、节点信息以及构件信息等，属性信息中包括设计结果信息、材料信息以及荷载信息等，关联信息包括属性与模型关联、视图与模型关联以及构件之间关联等，管理信息中包括用户权限信息、模型版本信息以及模型所有者信息等。

3建筑结构设计中BIM技术的应用流程

3.1构建整体结构模型

在建筑结构设计中应用BIM技术，能够构建完善的建筑整体结构模型，帮助建筑结构中的梁、板、柱、楼梯以及基础等构件得以充分的描述。以墙体结构构件为例：①定义建筑实体；②利用集合关联实体进行楼层实体和建筑实体的关联；③进行墙体实体的定义，并且利用空间结构关联实体完成楼层实体与墙体实体的关联。

3.2构建部分结构模型

BIM模型中有建造信息、力学性能、成本、材料、几何等多种属性，目前的IFC模型能够满足大部分模型构件的属性，以下以墙体为例进行定义关联关系，在IFC模型中定义构件的多层材料。墙体主要由内墙面砖、结构层、隔热层、外墙面砖四部分组成：①要对材料属性进行定义；②利用材料层集合使用实体、材料层集合实体、材料分层实体等进行材料模型的定义；③利用材料关联实体进行墙体材料与墙体的关联。

3.3构建关联性结构模型

在建筑结构设计中，必须要注重各个个体之间的关联性，BIM模型的构建可将建筑对称性关联与非对称性关联进行准确/直观的反应。①非对称性关联通常指两实体存在主从关系，依据修改主实体改变实体，而且不会对主实体的本质予以改变，以洞口和墙体为例，其中洞口依存墙体实体，删除墙体也会删除洞口，但是删除洞口却不会删除墙体，仅仅断开二者之间的关联关系，利用洞口关联实体从而进行洞口实体与墙体实体关联的建立。②对称性关联通常指两实体存在对等关系，任何实体的改变都会影响另一实体的改变，比如柱、梁关联，梁实体与柱实体利用构件结构实现关联，调整梁实体时，与其关联的柱实体也会随之发生相应的调整，从而修改柱的关联，反而言之亦是如此。

4建筑结构设计中BIM技术实现系统

要想构建完善的BIM模型，还需借助AutoCAD二次开发与VisualStudio．Net设计平台，从而实现BIM建筑结构施工图的设计，进行作图时不仅要达到规范要求，还要表现设计特点，智能化系统才可以更好的仿效工程师制作施工图纸的过程，归纳工程设计人员的制图思维和绘图流程，产生专业工程师绘图程序，将录入设计模型转化成墙、柱、梁和板施工图的统一数学模型信息。绘制的施工图模型在AutoCAD上能够依据不同制图过程来反映施工图，模型在描绘施工图方面非常完善，能够开放选用，实现每个工程师的特点，并且能符合施工图显示方式的改变。BIM技术在建筑结构设计中的应用主要包括应用层、模型层、接口层、数据层（具体结构如图2）。其中，数据层是系统数据的主要来源，主要包括IFC文件信息、图档管理信息、设计规则信息、BIM模型信息以及系统信息，接口层是实现BIM模型物理储存数据的接口，BIM模型的提取可以依据IFC访问接口实现，除此之外，BIM数据库到内存BIM模型的映射过程可以通过BIM模型访问接口实现，模型层是BIM系统核心，根据BIM模型的作用满足实际结构施工设计的标准，应用层是BIM的各项应用，不仅能实现施工图设计，还能够进行设计模型与图档、算量统计、规范校验设计结果、检查三维模型等功能。

5结束语

BIM技术的发展，在我国建筑行业引起重大的波动，对我国目前的建筑行业所存在的问题有重要的意义。在建筑结构设计中BIM技术的应用过程中，还需不断努力，做好人才培养，加强技术革新，为我国未来长效住宅领域做好坚实的基础，实现从业人员的不断探索和创新。

参考文献

[1]薛永军.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2015：145~146.

[2]吴磊.探析建筑结构设计中BlM技术的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2015：123~124.

[3]张利伟.基于BIM技术的建筑工程结构设计中的应用分析[J].山东工业技术，2015（16）：82.

[4]田雪晶，于劲.BIM技术在建筑结构产业化住宅设计中的应用[J].工程建设与设计，2014（5）：18~20.

作者：陈琦 单位：长沙市建筑设计院有限责任公司