BIM 技术在结构设计中的应用研究

　【摘要】本文主要阐述了什么是

BIM、BIM 的技术特点分析以及在结构设计中的应用研究，

以供各位参考。

 

　　【关键词】

BIM，结构设计，应用 

　　一、前言

 

　　

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是指开放性的工业标准下设

施的物理和功能特点。在欧美发达国家

BIM 已经逐渐普及，我国也纷纷成立了 BIM 研究小

组。在科学的建模、管线设计、结构设计方面都有良好的应用。

 

　　二、

BIM 的技术特点分析 

　　建筑信息模型作为一种利用数字模型进行设计、施工、管理的工作过程或方法，其具有
如下特点：

 

　　

1.信息集成。主要体现在设计信息集成化和设计过程集成化。建筑信息模型是整个建筑

工程单一的、数字化的信息模型，所有专业的设计信息都往这一个模型里添加。因此，信息
模型是信息集成的实体。在此基础上各个专业设计人员都可以参与工作的协同设计平台，进
而实现设计过程的集成化。建筑信息模型的核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库，
涵盖了建筑结构空间关系、构件尺寸等几何信息，建筑材料、各种建筑构件的性质及数量等
物理信息，以及构件连接方式、荷载、边界条件等结构分析信息。建筑师、工程师和物业管理
单位提取建筑内的信息十分方便，这种设计方法突破了传统

CAD 方法，因此 BIM 技术被

称之为设计产业的第二次革命。

 

　　

2.工作可传递性。建筑信息模型应用程序的一个基本特性是，在工程数据之间创建实时

的、一致性的关联。设计师无须自己处理图纸或更新链接。当修改了某项内容时，

BIM 系统

会立即将修改反映到所有受影响的图元。另外，同一模型可以用于不同用途的分析，比如
BIM 模型可用于结构分析和施工模拟等。工程师无需为进行不同分析而建立多个模型，大
大提高设计效率。

 

　　

3.支持协同设计。作为一种全新的设计平台，BIM 系统可以为设计、施工、业主、经营者

之间建立沟通的桥梁，提供处理工程项目所需要的即时相关信息。基于三维模型的碰撞检测
功能可以根据各专业不同的设计原则，

BIM 系统能够实现自动检测构件对象间的相互影响。

大大提高设计团队中建筑师与结构工程师、设备工程师之间的沟通效率，从而缩短设计周期，
提高设计质量

 

　　四、

BIM 技术在结构设计中的应用研究 

　　

1.结构工程师目前主流的设计方式是利用有限元结构分析软件（程序）进行结构建模

计算和结构整体空间受力和变形分析，然后另外利用

2D 绘图工具来绘制传统的 2D 施工图

文档。基于

BIM 技术的结构设计方式是：工程师将物理模型发送到结构分析软件，分析程

序进行分析计算，随后返回设计信息，并动态更新物理模型和施工图文档。

BIM 技术就结

构设计本身而言，其基本理念就是要达到结构计算分析和施工图文档两者相互统一，或者
说实现两者间的无缝链接。

 

　　

2.建筑师搭建 BIM 模型时，关注的是模型空间表达的真实性和外观视觉上的效果，以

及物理模型能否自动生成

2D 施工图文档。与建筑专业相关的计算分析，比如日照分析和建

筑能耗分析，对模型数据库的要求也往往仅限于模型的几何外观和空间尺寸，以及材料的
物理特性。结构工程师搭建

BIM 模型时，除了关心物理模型能否自动生成 2D 施工图文档，

同时也关心物理模型能否自动转化为可以被第三方结构分析软件认可的结构分析模型。毕竟
结构的安全性分析计算是结构设计的首要环节和重要问题。由于结构分析模型中包括了大量
的结构分析所要求的各种信息，如：材料的力学特性、单元截面特性、荷载、荷载组合、支座