摘要：现代信息技术已被广泛应用于各个领域，建筑行业也不例外。建筑工程的特点是施工工期长、影响因素多，且规模相对较大，同时结构设计在建筑施工中起着至关重要的作用，为了进一步提高建筑结构的设计质量，BIM技术逐渐被人们认可并采用。BIM技术在建筑结构设计中的应用不仅可以提高建筑设计的安全性、可靠性和舒适性，还可以为整个建筑工程项目节省施工成本。
关键词：建筑工程；结构设计；BIM技术
引言：在建筑工程施工中，施工企业要想顺利进行施工，就要合理控制多种因素，并且在建筑结构设计中应做到科学设计。而BIM技术在建筑结构设计中就起到了关键性作用，但BIM技术在建筑结构设计中运用时还存在一些问题，因此，设计人员应积极将BIM技术不断完善并应用到建筑结构设计中，使建筑结构设计的效果达到最好，促进建筑施工工程的顺利开展。
1BIM技术应用在建筑结构设计中的主要功能
1.1信息集成功能
通过BIM技术，可以直观、迅速地找到建筑的外观、构件、建筑施工材料以及尺寸等信息。相比于传统设计，修改图纸不再是一项繁复的工作，BIM技术以其独特的信息集成功能，使得建筑数据之间相互关联，如果在施工过程中出现问题需要对原设计图纸进行修改完善时，设计人员只需要对单项内容进行修改便可生成最新的数据信息模型，这在很大程度上提高了工作效率，且数据的信息也实时可靠，另外，使用BIM技术设计图纸还具有相关的自动修改功能，这减少了设计人员的精力与时间，并且设计人员可以把更多的精力放在建筑的结构设计上，并通过各项参数的修改完善得出最优的设计方案，从而实现建筑设计的效果。
1.2协同设计功能
BIM技术可以实现协同设计的功能，使用BIM技术建立的建筑信息模型能够提供一个实时数据共享平台，使相关的设计人员、工程师、建筑师以及业主能够及时获取信息。另外，BIM技术能够对建筑构件进行自动检测，使得构件之间相互作用和影响，并且能够支持相关数据的导入与组合。再根据相关的参数设计出合理的模型方式。相比于传统设计流程各自为主的特点，BIM技术有效地解决了跨专业、跨部门之间交流的问题。
1.3一体化功能
使用BIM技术设计建筑模型，不仅能够体现出建筑工程的外观，还能够表现出工程的光源、热能传导以及材质属性等方面的信息。BIM技术模型是一种将建筑工程各方面的内容都融入一体的设计方法，相关人员可以从建筑安全性的角度去分析建筑结构，也可以从光源、节能以及舒适性等角度对建筑结构进行评价，从而有效地提高建筑结构设计的效果。
1.4三维化功能
BIM技术主要是一种三维技术，对于采用BIM技术进行设计的建筑模型，不仅可以通过三维立体的方式进行模型的展现，还可以使相关设计人员直观地对建筑结构各个部分进行观察，并及时发现建筑工程暖通管道、墙体梁板等建筑结构组成部分间存在的问题，采取相应的解决措施，可以有效地避免留下安全隐患，为工程后期的施工打好基础。
2BIM技术在建筑结构设计中的应用
2.1可视化建筑结构设计
传统建筑结构设计使用CAD软件进行二维绘图，不同专业、不同部门之间存在着专业知识差异，传统设计很难将建筑结构的详细信息展示给不同用户，而且可能影响最终设计的精确性。BIM技术可以利用三维模型技术将建筑结构的详细信息展现出来，并进行动态演示，用户可以直观地观测到建筑结构的所有细节，这样可以及时发现建筑结构设计中的质量或设计缺陷，对提高建筑结构的设计质量具有很大帮助。
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2.2BIM技术应用于建筑结构参数设计
建筑信息模型包含建筑结构的所有设计信息，且建筑结构设计参数相互关联。在建筑结构设计过程中通过对不同参数进行约束，确保设计人员在设计过程的设计信息数据得到及时更新。BIM技术在建筑结构设计中设置的参数在保证设计过程高质量完成的同时，也能为其他工程提供相关参考。
2.3BIM技术用于建筑空间规划
利用BIM技术可对建筑基地进行空间分析及模拟，分析要素包括地质环境、水文状况、坡向、斜率等，并可运用BIM技术初步探索出在复杂地形上建筑物的可行性和效果，为设计人员提供借鉴。采用BIM技术的可视化分析功能可将建筑物的空间规划以3D立体形式呈现出来，并通过相应模型的建立实现规划可视度分析、室内视野分析以及周围道路可视分析等，同时综合各影响因素可逐步优化空间规划模型，保证建筑结构设计的科学性、合理性。
2.4BIM技术应用于钢结构建模
钢结构设计涉及梁柱连接、梁梁铰接及梁梁刚接等连接形式，建筑施工时面临结构连接及加强件布置等难点。BIM技术可以对各个连接件进行专项设计并将其参数化，其信息集成和协同工作的特点可以实现参数共享，从而控制螺栓的数量和间距。若参数在实地施工过程需要进行调整，设计人员只需对单项更改便可形成新的连接。BIM技术的应用使得设计人员在结构设计、加强件布置的过程中仅需绘制出结构的大样，施工人员便可参考设计准确找到加强件及连接件的位置，这就大大提高了施工效率，避免了钢结构应用中的薄弱环节。
3BIM技术在建筑结构设计中的应用实例
作为城市运动会的主赛场，某城市的体育中心需要被建设成特大型体育场馆，该建筑在设计施工过程中遇到了三大难点，其一是钢罩棚网架结构不分主次杆件；其二是由于网架结构是弯扭的，因此，在安装吊装单元网架时需要附加弯矩；其三是由于该建筑属于特大型建筑物，它需要更多的铸钢节点、网格单元和使用设备。面对这三大难点，BIM技术给予了施工人员极大帮助，BIM技术本身具有仿真施工模拟的功能，通过仿真施工模拟，施工人员可以准确有序地安排建筑施工，有效地控制各个作业区的工序搭接，大大提高了施工效率，使得施工任务快速高效地完成。
4BIM技术在结构设计上的难点
BIM技术的推广较为困难，这是由多方面原因造成的：第一，BIM技术的成本较高，需要配置高性能、高稳定性的硬件设施，并且由于该技术的软件版权不属于国内，所以还需要高额的资金购买软件与更新软件，同时还需要花费大量的资金进行专业人员的培训；第二，由于BIM系统运作的流程是先将建筑结构设计模型发送到相应的结构分析软件，然后结构分析软件通过内设的算法将建筑结构的设计信息进行反馈，这就要求相关的设计人员对该技术不仅要深知其原理还要灵活地进行运用；第三，建筑信息模型的建立本质上是物理模型、建筑结构分析模型以及施工设计图等结合的数据模型，工程建筑的施工材料力学特征、结构承载力以及材料组合等特性都不相同，所以使用BIM技术时必须要紧密的结合实际施工情况，这样才能有效地保证物理模型和建筑结构分析模型的合理对接，避免建筑施工过程中各种问题的发生。
结束语：随着经济的快速发展，人们对建筑要求越来越高，为了适应时代的发展，必须引进BIM技术。而BIM技术发展的并不完善，设计人员要想熟练地掌握BIM技术，还需要投入非常多的时间和精力，设计人员需要不断强化自己的专业基础知识，提高学习的能力，只有对BIM技术进行全面掌握，设计人员才能在建筑结构设计中对BIM技术进行灵活运用，从而设计出最优化的建筑结构方案，利于提高施工质量。
参考文献
[1]郑超.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰,2017,(18):124-125.
[2]侯天成.建筑结构设计中BIM技术的应用探究[J].山西建筑,2017,43(17):38-40.
[3]王培鑫.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰,2017,(33):97-98.
论文作者:陈卓平,,,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第18期
论文发表时间:2019/11/7
标签：建筑论文; 技术论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 模型论文; 设计人员论文; 信息论文; 《工程管理前沿》2019年第18期论文;