胡可
珠海市规划设计研究院 广东珠海 519000
摘要：随着BIM技术的不断发展，其在建筑工程中的运用越来越多，结构设计是建筑工程设计的重要组成，借助BIM技术提高结构设计水平，降低结构设计与建筑、机电设计冲突尤为重要，本文以BIM技术介绍为切入点，通过工程实例对BIM技术在建筑结构设计中的运用方式展开全面论述，旨在提高BIM应用水平，提升建筑工程设计效率。
关键词：BIM技术；建筑结构设计；碰撞及净高检查；结构优化设计
1.BIM技术简介
1.1基本概念
BIM是建筑信息模型的英文简称，BIM以各项信息数据为基础，构建起与之相符的建筑模型，通过数字信息仿真技术完成对建筑物所有信息的模拟【1】。与传统二维设计模式有所不同，BIM技术的运用可以通过三维数据技术完成对建筑设计立体化的呈现，可帮助设计人员更加全面的对建筑设计情况进行更直观的了解，是一种高效化、科学化的建筑设计辅助手段，可以实现精准化计划，减少不必要的浪费，同时还具有呈现效果视觉冲击力强以及算量快速且准确等方面的优势，将其运用到建筑结构设计之中，不仅可以实现各个部门之间的有效联动，保证数据信息共享与传递及时性，同时还可以深层次展开设计方案分析，通过直观、立体化的方式对设计合理性进行明确，以达到最佳设计目标。
1.2 BIM技术特征
BIM技术特征主要体现为两点：第一，信息集成。BIM技术可以将建筑信息高效收集起来并展开深度应用与分析，设计人员可利用BIM技术平台实现设计过程集成化目标，以便及时发现不足之处，确保在第一时间内完成调整与修改工作，为后续工程建设奠定良好基础，施工人员可借助BIM技术对施工方案与设计方案展开精准分析。第二，协同设计。在工程建设中搭建协同设计技术平台，可借助平台优势将施工单位、业主与设计单位有效结合在一起，共同对建筑工程建设进行协商，有效提高团队之间沟通与协商效率，保证设计进度，保证整体工程设计质量【2】。
2.BIM技术在钢筋混凝结构设计中的具体运用策略
本文通过工程实例简要分析BIM技术在钢筋混凝土结构设计中的具体运用策略。项目位于珠海市香洲区，工程含5栋塔楼及一个地下室，地上建筑面积为46460.5㎡，地下两层地下室，建筑面积为22606.22㎡。建筑概况如表一所示：
表一 建筑工程地上建筑基本情况
2.1借助BIM三维模型技术，实现设计可视化
BIM技术是以三维模型技术为基础衍生而来的新型技术，利用该项技术进行结构设计时，通过对结构设计信息进行集成的方式，在三维模型技术的支撑下，可完成相应结构模型的构建任务，实现设计可视化呈现。通过可视化处理，可将结构设计各方面情况更加清晰、直观的呈现出来，整体结构设计方案得到更的清晰展示在，并可完成与其他专业设计方案的有机融合，便于设计人员针对专业间的冲突对设计方案进行调整【3】。同时运用BIM技术进行设计交底可更加清晰的将设计人员的理念与意图呈现出来，此种方式还可帮助施工单位对设计方案以及各项施工细节进行更清晰的理解，以便施工单位与设计单位更好地展开各项施工方案商酌工作，保证对施工成本以及施工质量的把控。
本文案例安置房项目BIM模型如下图所示：
2.2运用BIM技术完成结构功能分析
结构设计要求设计人员按照相应建筑要求，从整体角度入手完成建筑全结构设计工作，以对建筑结构整体功能水平进行保证。以往在进行结构功能分析时，各专业分别进行设计并互提阶段性设计条件，很有可能会因为沟通上的疏漏而造成功能分析出现较大误差的情况。若运用BIM协调设计技术之后，设计人员只需将相应数据输入到BIM模型之中，便可随时进行各专业间的协调，模型可在各项信息技术的作用下，高效完成各项结构功能分析任务【4】。同时技术人员还可以直接在模型之中完成相应设计缺陷调整工作，能够实现最优化结构设计。
2.3运用BIM技术完成净高分析、碰撞检查
当建筑、机电设计与结构设计工作开展相对独立时，如果没有及时进行对比或对比不精准，可能会出现结构设计与建筑、机电设计存在冲突的情况，需要返工或者重新进行设计，会浪费大量时间以及精力【5】。而运用BIM技术可以通过净高分析、碰撞检测等方式，发现设计方案之间的矛盾点以及深层次问题，及时解决各项不匹配问题，确保最终结构设计质量。
本文案例安置房项目地下室净高检查之一如下图所示：
同时，本次建筑结构设计实例中还运用BIM技术实施碰撞检查。通过分析检查发现了一些问题，比如地下室结构墙柱之间净宽1000，风管宽1000mm，将与结构冲突，且三通件难以设置；模型检查如下图：
图七 风管碰撞检查图
1号住宅天面处线脚，建筑图纸上为两层结构板，结构只设计一层，且高度不对，同时存在着顶层开窗洞口高度跟建筑不符的情况，具体如图八、图九所示；
5号单身公寓柱偏位不一致，导致喷淋立管与结构柱碰撞。结构图柱左偏，建筑及水电图柱右偏。模型检查图如下：
图十 喷淋管碰撞检查图
运用BIM技术，设计人员可按照碰撞检查结果对各处设计进行调整与完善，并通过二次检查的方式，及时发现结构设计与建筑、机电设计之间的冲突，能够对结构设计展开针对性调整与优化，再次对结构设计合理性进行确定，实现结构优化设计。
2.4合理运用设计工具，完善结构设计改造
BIM技术中拥有多项设计工具，通过对各项设计工具的运用，技术人员可以高效完成模拟分析、模型建立以及图纸生成等方面工作，在信息交互与储存中也有着不可忽视的作用【6】。通过对系列软件的运用，能够实现各个专业间的协同设计，以减少各部分设计冲突。
例如在使用Revit软件时，技术人员可借助软件力量将机电、建筑以及结构设计有机结合在一起，进而将中心服务器打造成相应信息数据库，为设计师提供相应数据支持。设计人员可在其辅助之下完成信息模型构建，且可对服务器内部资料信息进行及时更新。在具体进行操作时，先在局域网络中心服务器中完成数据库建设，再通过对各项技术软件的运用构建起相应模型，最终与中心文件链接在一起。完成同步之后，可将所创建的信息加入到中心文件之中，并对各项信息进行共享，形成多部门共同联动。
3.BIM技术在钢结构设计中的运用
钢结构设计是结构设计难点之一,运用BIM技术除常规的三维建模、整体分析、净高检查、碰撞检查外，式以还可将各种钢结构连接形较直观的方式呈现出来，帮助设计人员更准确完成各项连接方式对比工作，进而选出最佳连接方式，为钢结构施工质量提供可靠保障。同时还能精准计算出钢结构施工螺栓数量、节点间距离，将返工可能性控制在最低【7】。
结束语：
通过三维建模、整体分析、协同设计、净高分析、碰撞检测等手段，将BIM技术的优势与价值科学运用到结构设计工作之中，可高效、高质量完成结构设计功能分析与设计矛盾排查，确保结构设计方案及时调整优化，提高结构设计的安全性、经济性，保证建筑工程设计质量。
参考文献：
[1]李现宾.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].装饰装修天地,2017(20).
[2]尹磊.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].中国科技投资,2017(24).
[3]刘靖,朱平.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].价值工程,2017,36(7):162-163.
[4]刘利恒,范子凯.建筑结构设计中BIM技术的应用分析[J].建材发展导向:上,2016,14(3):152-153.
[5]谷竟业.建筑结构设计中BIM技术的应用分析[J].工程技术:引文版:00283-00283.
[6]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.
[7]袁春红.探究建筑结构设计中BIM技术的运用[J].安徽建筑,2017,24(2):32-33.
论文作者:胡可
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年3月上
论文发表时间:2018/11/16
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