青岛市腾远设计事务所有限公司
摘要：随着人们生活质量的提高，对居住条件的要求也在提高。建筑行业作为社会中普遍关注的一个行业，只有不断提升自身工程质量，才能满足当下人民群众的要求。在建筑工程中，建筑结构设计技术对于整个工程的质量有着重要的影响，基于此，本文主要内容探析建筑结构设计中的BIM技术有着十分重要的意义。
关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用
引言
BIM技术是指通过数字化的计算机手段提供建筑项目信息资源数字化展示，通过借助参数化设计手段及计算机信息技术，对传统的建筑设计进行详尽周密的展示，并利用计算机技术的可视化特征，模拟建筑项目的建成状态，提高建筑设计效率及建筑设计图纸未来的可操作性，并预先解决施工难题，节约施工成本。
1 BIM技术相关概述
1.1 BIM技术概述
随着经济的发展和社会的进步，人们对于建筑功能的要求不仅仅局限在使用上，而是更加注重建筑的整体性能，如对空间的利用、节能环保、新的科技形式的应用等。因此，新奇的建筑构想不断产生，建筑向着立体空间发展，建筑结构日益复杂，向着智能化的趋势发展，这给建筑设计带来了诸多困难。这一技术可以贯穿建筑结构实际施工的整个过程，大大提高了工程的效率，降低了施工成本。BIM技术是基于计算机和信息化的发展而产生的，因此，其在建筑结构设计方面的应用，对建筑业的信息化建设有着重要意义，建筑设计开始了向信息数字化的转变，更准确高效的对繁杂的数据信息进行处理，同时，对建筑工程的成本核算和管理、施工质量管控、合理安排施工工期等都有着重要帮助，对工程管理的角度更加全面，更加细化，为我国建筑行业向着高科技、智能化、长久性的发展铺开了道路。
1.2 BIM技术主要特征
BIM技术主要是通过构建数字化模型实现对建筑工程设计、施工、管理的一种先进技术，其主要特征包括3个方面，即信息集成化、信息传递性以及协同设计。
1）信息集成化其主要包括设计过程的集成化与设计信息的集成化。
2）信息传递性该特性是BIM技术的独有特点之一。也即是说，当修改程序中的单个数据后，BIM系统自带的自动修复功能将会发生作用，将修改信息传递至相应的图元。
3）协同设计BIM技术充分发挥了设计、施工、管理之间的纽带作用，并在这一过程中帮助工程的顺利实施提供详尽的数据支撑，使工程建设更加趋于科学化、规范化。
2建筑结构设计中BIM技术的应用
2.1模型构建
2.1.1基于IFC标准的BIM模型构建
在使用BIM技术的过程中，需要涉及多种软件，如计算软件、作图软件、工程量、造价分析计算软件等，为了解决这些复杂的软件问题，可以采用IFC（Industry Foundation Classes）标准格式，通过IFC标准格式对最小结构单元的几何尺寸、材料性质、组织形式等进行定义处理，并通过建立BIM材料族库完成各个软件的正常运行。以砖墙结构为例，可以通过IFC标准模型明确砖墙结构所需材料的尺寸、物理性能、力学性能要求，确定需要采取何种规格的砖块，然后通过关联材料实体完成砖块和墙体材料之间的联系，最终确定工程方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1.2 BIM结构模型的构建
建立BIM建筑模型时，建筑的所有材料信息都需要录入系统中，建筑结构的梁、板、柱等构件规格、尺寸等在系统材料数据库中有清晰的记录，通过该系统可以明确建筑结构模型。例如，在设计建筑墙体结构构件过程中，应定义好建筑实体，然后通过系统对建筑构件之间的关系、楼层实体之间的联系、空间结构联系进行直观的展示。
2.1.3关联性结构模型的构建
各构件之间的联系是建筑结构设计中需要重点考虑的问题，通过BIM技术建立的建筑模型，可以对建筑结构各个部件之间的关系进行直观地分辨，通常建筑结构有2种关联：对称性关联和非对称性关联。将2个存在主要和次要关系的建筑称为非对称性关联，在进行建筑实体修改时不会改变建筑主实体。例如，墙体和洞口存在主要和次要关系，在墙体上附着着洞口，删除掉墙体的话会同时删除掉墙上的洞口，而仅删除次要的洞口不会对墙体的存在产生影响。
2.2空间规划
建筑设计的首要环节即为空间规划，建筑地点选定条件下即应开始分析当地空间、地形，如果基地地形比较复杂，则更有必要分析地形结构。利用BIM技术分析建筑基地坡向、斜率、坡高等空间，可以初步探索地形复杂区域建立建筑物的可行性，奠定设计基础，打通设计思路。利用GIS建模可以进行坡度分析，模拟各项参数，根据设计需要由各层面以各种视角展开分析、研究，将系列性基础数据就此生成，为未来设计提供具体的参考依据。完成地形探索条件下，建筑物空间规划工作即可展开。通常有必要基于BIM技术来可视化分析建筑物的空间规划，利用3D技术将建筑物立体化展示出来，同时展开道路可视分析、规划可视度分析、室内视野分析等，各类分析展开之前的前置环节是有关模型构建，建立好相关模型后应利用BIM技术调试，和各因素相结合进行统一考虑，将最理想的空间规划模型建立成功。
2.3结构组件设计
建筑结构设计时，想要确保建筑主体安全和稳定性通常需要工作人员投入较多时间和精力计算组件受力，尤其是关键组件需要反复确认，因为人工计算存在人为影响，经常出现计算结果不同，不仅消耗好人力物力又影响建筑主体结构参数精准性。针对这一问题，应用BIM技术融入有关性能分析软件，将BIM参数导入系统内即可实现全过程计算分析，自动生成分析结果，便于后续更正和调整，确保设计准确性。
2.4钢结构建模
伴随建筑工程持续发展，建筑工程日益呈现出大空间、大跨度发展趋势，这也逐步增大了钢结构的应用数量与规模。钢结构链接、强化件数量众多，布置极广，钢结构设计难度因此明显增大。基于BIM技术，则能在计算钢结构梁高度基础上专门设计所有连接件，参数化处理这些连接件，基于BIM技术参数共享则能有效控制好钢结构中连接件（种螺栓等）间距与数量，如果有新连接件构建，设计师无需进行重复设计工作，仅需对有关参数进行调整就能实现新连接件设计；基于BIM技术，设计师同样可以将加强件的大样图轻松绘制成功，满足加强件的设计与制作需要。而从钢结构施工角度来看，BIM技术能够有效简化技术人员的工作量，让其仅需基于设计位置全能完成加强件部位设计，钢结构的设计缺陷因此可以被全面规避。
结语
建筑行业作为对社会、经济发展和人民生活影响巨大的行业，其发展不仅需要施工人员努力提高施工水平，在实际施工中不断探索和创新，不断改进现场施工工艺、施工方法，还需要设计人员不断提高设计水平，通过应用新材料、新工艺、新形式降低施工难度和施工成本，不断提高建筑的安全性、耐用性。BIM技术在建筑结构设计中的应用，极大地提高了建筑结构设计的工作效率和设计方案的科学性，减少了不必要的设计错误，同时通过高效、形象的展示方式更方便现场人员了解设计信息、组织生产施工。当前，BIM技术在建筑结构设计中的应用还需设计人员继续完善，同时将其影响力扩大到建筑设计的相关领域，促进我国建筑行业的发展。
参考文献
[1]郭士刚.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].工程技术研究,2017(11):224-225.
[2]金伟伟,张瑞霞.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].住宅产业,2017(10):59-62.
[3]卢平，田邹.关于建筑结构设计中BIM技术的应用分析［J］.科技与创新，2017（20）：147-148.
论文作者:杨海波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/19
标签：建筑论文; 技术论文; 结构设计论文; 模型论文; 建筑结构论文; 钢结构论文; 空间规划论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;