基于BIM的建筑结构设计方法

建筑规划与设计基于BIM的建筑结构设计方法张婷婷信阳农林学院摘要：城市经济的发展使得人们对于建筑的使用质量需求不断提升，在实际的建筑施工过程中，采取合适的手段来提升建筑的结构设计质量，优化居住体验是当前在建筑工程中应当考虑的问题。由于当前城市建筑中高层建筑数量不断增加，其结构的复杂性增加了设计难度，提升了出现设计错误的可能性。在实际设计中将BIM技术应用到建筑设计中，规避可能出现的结构管道碰撞等问题，提升建筑结构质量，对于优化城市建设，提升居民的居住质量有很大的帮助。关键词：BIM技术；建筑结构设计；设计方法；技术特征1随着社会的发展，建筑工程项目中的结构设计越来越复杂，对于建筑设计专业来讲，结构专业应该率先完成向BIM的过渡，有效的提高了建筑设计的实用性与可靠性，从而使得与建筑、设备专业之间的协作更加高效。BIM技术能够在建筑设计中发挥重要作用，通过BIM技术能够在设计之初进行一系列探究，提高建筑设计的科学性及实用性，本文主要是对结构BIM设计方法进行讨论，并且对相关插件的开发问题进行了探讨。前言据建筑模型和自身的工作需求对图纸进行同时的修改，保证建筑结构质量。在设计过程中，该设计技术还可以对建筑的零散参数进行处理，保证工程的设计质量，控制工程的施工支出，提升建筑企业的建设收益。3.32在传统的建筑设计过程中，建筑设计人员一般是通过人工手绘的方式完成建筑设计图纸，由于信息化程度的不足，设计人员难以将大量的设计要求和信息在图纸中进行呈现，且对于设计图纸中存在的错误无法进行详细的修改，这也就要求在施工之前审计人员要对设计规划进行详细的审查，以便对设计中存在的问题进行发现和改正，保证建设质量。同时，由于材料等问题，在施工过程中可能会出现设计变更问题，在这种情况之下，纸质的设计图纸的修正困难较高，修正过程也会直接影响建筑施工质量和施工成本。因此，结合当前先进的信息技术对建筑设计过程进行优化是当前设计工作的客观需求。BIM将现代信息技术和建模技术相结合，在建筑结构设计中进行使用有效提升了设计效率和设计质量，通过三维结构设计，设计人员可以对建筑的细节以及结构中的管线分布有更为清晰的认识，计算机技术的加入也方便了施工设计人员的修改，对建筑质量的提升有很大的推动作用。传统建筑设计方法存在的不足在我国当前的经济建设过程中，由于部分工业生产企业不注重环境保护，使得当前的生态环境不断恶化，为了应对这一问题，国家出台了生态保护政策，开始向可持续发展经济方向进行转型。在生态管理政策之中，针对建筑工程施工中的环境污染是重要的控制对象。在传统的建筑工程之中，建筑垃圾以及施工中造成的扬尘对于周边环境有很大的影响，河南信阳作为我国重要的生态城市，其应当采取合适的措施降低生产过程对周边环境的影响，保护自身生态环境。BIM技术在施工中的使用不仅可以优化建筑设计，其还可以对施工中的建筑垃圾进行管理，数字化的高效管理使得施工垃圾可以进行及时的外运处理，降低对周边环境的影响，保证河南信阳市的生态环境不受污染影响。BIM设计技术推动了建筑工程的环保发展4BIM建筑设计技术是借助计算机软件以及网络等技术实现三维化的建筑设计，并可以实现多人的同时设计管理，提升了建筑设计工作的进行效率，简化了复杂的建筑设计工作。基于BIM设计技术的设计工作的主要步骤并浩阔建筑方案的确定、施工方案的设计、施工图纸的设计三部分，下文对几个设计步骤进行了介绍。BIM建筑设计方式介绍3设计方式的分析3.1BIM设计技术满足设计人员进行建筑三维感受4.1BIM技术在建筑结构设计过程中起着很重要的作用，其设计方式使得设计人员可以对建筑的三维结构有充分的了解，满足了设计人员对设计方案进行可行性分析。通过计算机技术和三维建模技术，这一设计手段可以将传统的设计图纸中的信息转化为更为直观的图形三维信息，满足了设计人员对工程结构的细节以及建筑内部结构的分析需求，推进了建筑施工可行性分析工作质量的提升。随着技术的发展，BIM技术的准确性得到了很大的提升，其可以对建筑中的数据进行分析，保证其施工中的参数可行性。BIM技术不仅可以完成建筑结构设计过程，其还可以将建筑设计和管道、输电线路系统等设计进行匹配管理，保证整个建筑的功能可行性。加强可行性管理避免了在后期施工中出现设计变更问题，节约了原材料和施工成本，提升了建筑工程的经济性，适合在河南信阳这样的经济发展城市建设中进行使用。在建筑施工方案的确定过程中，主要的内容包括两个部分，设计人员在这一阶段需要对建筑的结构布局以及外形设计风格进行确定。在对施工规模有一定了解的基础之上，借助BIM设计平台可以借助施工参数来实现外形和结构设计，并确定合适的建筑结构设计方案。施工方案的确定4.2在建筑项目的初步设计阶段，施工设计人员需要使用BIM软件进行三维建筑模型的构建，在构建过程中要将建筑模型作为中心，避免在参数修改过程中造成建筑艺术风格的变化。其次，借助参数修改等对建筑结构的受力结构进行分析，以此来对建筑的受力结构件进行布置和修改。再次，完成模型的初步设计之后，技术人员可以借助有限元分析软件来对设计结构的受力情况进行分析，确定结构参数的设置是否正确。若是荷载等情况不符合建设需求，设计人员就要对模型参数进行修改，直至模型满足建设需求。施工方案的初步设计3.2BIM设计技术满足了设计人员进行信息多元化管理的需求BIM设计软件不仅可以实现直观化的建筑结构设计，其还可以通过网络实现共享化的设计。借助信息技术，设计工程信息可以进行共享，不同的设计人员可以借助网络同时在相关的建筑结构中进行设计，以便于提升设计效率。在设计过程中，管理人员会将施工数据在软件中进行输入，其他结构设计人员、管道设计人员以及输电线路系统的设计人员可以根4.3在设计阶段，设计人员可以通过三维模型对建筑结构进行设计，但是，在实际施工过程中，对施工过程进行指导的仍然是传统的二维图纸，因此，在完成结构的设计之后，设计人员要将三维立体建筑模型转化为二维图纸，以此方便施工人员进行使用，这是这一阶段的主要工作内容。当前的施工模型中包括建筑结构以及相应的管线系统，在二维图纸的变换过程中，技术人员要针对不同设计步骤进行不同的转换，并将施工图设计（下转第157页）

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建筑规划与设计控体系规划系统等等，以此来辅助环境保护硬性要求同时落实环境保护的内容，加强社会经济发展布局合理性，减少以牺牲生态环境换取经济效益的现象。Doors&Windows

5.1确定环境功能并进行环境功能定位对环境功能进行明确定位可以维护和提升环境的功能，为保护环境策略目标的制定提供便利条件，同时还能作为环境保护工作的基本点。城市环境功能定位，首先要结合当地自然环境独有的特性，突破城市狭小地域延伸到更广的区域地方。借鉴与相似城市环境形势发展情况并结合当地城镇化环境情形，进行深入系统分析，在宏观范围内进行定位，建立出适合长期环境发展指标体系。以此反应出环境整体规划系统的合理性，前卫性，同时起到促进经济发展的主导作用。生态保护红色标线是针对可持续发展战略提出的一项新

概念，实质上是对生态环境各方面进行严格保护的一个区域性安全底线，以进行环境空间深入解析作为基础性条件，维护城市科学发展的基本格局免受破坏。生态红色标线可以实施分离控制的管理系统，它可以明确区分发展地域和非发展地域的区别界限，建立精细化管理模式。6结束语5.2对环境功能分区加以明确大自然的生态安全和人类环境健康是明确环境功能分区

两大首要考虑因素。对于不同区域按照主导因素的不同综合何评价影响环境的因素，建立出适合各自地区环境管理指导的环境管理体系。同时要严格控制和改善建设中对环境形成影响的恶劣行为，以此保证城市土地布局域生态安全布局的协调性，加强生态环境的空间管理。5.3划定保护环境的红色标线在科学生态文明建设引导下，生态环境保护规划是可持续发展的重要支撑点。“多规合一”在生态环境保护规划中精准的定位可以起到积极重要作用，但是多规合一就现在发展具体形式而言也存在技术方法，法制方面的牵绊，作用不能发挥到极致，还需要在发展实践过程中不断完善。把握环境规划体系与其他规划体系之间存在的紧密联系，多规合一，打造出适合经济发展的健康绿色和谐体系，促进国民经济持续性健康发展。参考文献：[1]王瑾.生态环境保护规划在“多规合一”中的应用——以山南地区错那县为例[J].环境与可持续发展,2016(3):201~203.[2]孙炳彦.环境规划在“多规合一”中的地位和作用[J].环境与可持续发展,2016(3):13~17.（上接第154页）

施工中可能进行使用的设备以及材料等进行标注，方便施工人员进行采购。BIM技术可以在软件内进行三维和二维的转换，且三维模型的修改也会映射到二维图纸之中，因此对于施工土设计工作的效率有很大的提升。此之外，国家也应当加强对具备我国特色的BIM设计软件进行设计开发，实现技术的特色研究，推进我国建筑行业的发展。5BIM设计技术在我国当前的建筑行业的发展过程中起着极为重要的作用，其使得传统的图纸设计方式可能造成的设计错误以及对施工的影响得到了避免，借助三维的立体建筑结构设计，实现了建筑结构的设计直观化，提升了建筑工程的完成质量。在BIM技术的实际使用过程中，设计人员要注意以下几方面的问题：第一，当前BIM技术的使用时间不长，许多设计人员对于该技术的应用知识不足，因此，在建筑设计中，设计人员应当同时使用BIM设计技术和传统设计手段，避免使用中的错误影响工程的施工。第二，在建筑结构的设计过程中避免产生对BIM设计技术的依赖性，这一技术仅仅是对设计过程的辅助功能，为设计人员的设计方案进行直观化的展示，方便设计的进行，因此，设计人员要培养自身的三维空间感，降低对软件的依赖性，从自身做起优化建筑设计方案。第三，在未来建筑院校的课程建设过程中，各个高校应当培养学生使用BIM设计技术的能力，提升设计人才对于这一设计手段的熟练度，提升其在未来的工作中的工作能力。除（上接第155页）

查阅相关资料，得到以下数据：建筑物按类型不同分为住宅与居住区综合体，其中前者的采暖热指标在未采取节能措2施时为58q（W/m）~64q（W/m2），采取节能措施时为40q（W/m2）~45q（W/m2）；而后者的该数据分别为60q（W/m2）~67q（W/m2）与45q（W/m2）~55q（W/m2）。同时，由《全国主要城市采暖期耗热量指标和采暖设计热负荷指标表》可知，长春的采暖期天数为170天，采暖室外计算温度为-23℃，采暖室外计算温度为-8.3℃，节能建筑的耗热量指标与设计负荷指标分别为21.7与33.83q（W/m2），现有建筑的耗热量指标与设计负荷指标分别为33.38与52.04q（W/m2）。根据上述信息，可以计算出我们的建筑物可利用的太阳能。同时，在屋面与立面部分区域铺设太阳能光电单元。在夏季，将屋面的太阳能光热单元撤下部分，主要利用光电转化能源。在冬季则增加光热的比例。我们可运用ladybug软件来模拟我们所在地区的太阳轨迹，由此我们可以通过计算本地区一天的不同时刻太阳照射到地面的不同高度角来调整太阳能板的角度。若使太阳能板总是与太阳光垂直，就可以最大程度的增加太阳能与电能等可用能源的转换效率。而且在太阳辐射能更高的夏季，建筑外立面与屋顶面的光电装置能将光能转化为建筑用电。多的电量能输入电网，BIM建筑结构设计中应当注意的问题6在当前的建筑工程的建设过程中，BIM技术是一种不可替代的设计手段，其以三维的设计方式提升了设计人员对建筑结构的直观感受，不仅在建筑设计，而且在建筑管理以及施工现场都有着极为重要的影响。国家要针对技术的使用制定合适的发展战略，加强对特色软件的开发和人才培养，降低施工中的资源消耗和环境污染。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(S1):825~828.[2]王光宇.BIM在建筑设计中的应用及发展趋势[J].黑龙江水利科技,2013(1):92~93.[3]尚其伟.基于BIM的建筑工程设计管理初步研究[J].居業,2015(18):39~40.[4]王建红.基于BIM的建筑工程设计管理初步研究[J].建筑工程技术与设计,2016(16).[5]李杰.基于BIM的建筑结构设计方法研究[J].工程技术：全文版,2016(8):10.结语来增加经济收益。例如某个品牌的薄膜型太阳能产品，量产能达到17.6%的光电转化率。如果应用场景在北京市，一个250m的屋顶，可以安装的功率为4.25kW，每年发电5100多度，可以节省电费约1200元、卖电收入1000元，还可以拿到国家和北京市的电费补贴3670元，每年综合收益约5870元。该部分前期投入虽然高，但是综合来看的经济效益是可观的。4第五代住宅所触及的不仅是建筑本身，还有一系列社会问题。事实上，“生态”不仅仅是指室外小区环境的“绿色”,不是依靠多绿化就能完全解决的。它需要用系统化的思想解决从小区规划、单体设计到环境控制系统等诸多环节，其技术策略是对建筑设计规划，住宅声、光、热以及风场等诸多技术整合后的结果。理想中的生态住宅模式与现实社会还存在较大差距,一系列政策、法规和技术措施还有待完善。但我们相信，以第五代住宅为代表的绿色建筑将顺应生态文化背景成为大势所趋，我们期待着这一天的到来。基金项目：吉林省大学生创新创业项目《生态文化背景下第五代住宅模式的推广与研究》；项目编号：2017s11037。结语2018.06

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