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摘要：随着我国综合国力的提升，我国科技水平也逐渐跟上了国际发展的步伐，由过去的跟跑，到现在的并跑、领跑，在这种背景下，作为建筑行业的重要组成部分建筑结构设计工作与过去相比也发生了很大的变化。BIM技术的发展，为提高建筑设计工作的准确性、效率性提供了新的技术支撑。本文将简单介绍BIM技术，并重点阐述BIM技术在建筑结构设计中的重点应用及其存在的问题。
关键词：BIM；建筑结构设计；应用
引言
与国际建筑结构设计相比，我国在建筑设计现代化方面由于起步比较晚，因此建筑设计还处于一个相对比较落后的阶段。自从我国进入信息化以来，信息在各行各业中都扮演着非常重要的角色，例如信息在航空航天、汽车、电子等行业都起到了非常大的推动作用，大大的提高了社会生产效率，但是相对这些行业来说，建筑结构设计方面的信息技术应用还有所欠缺。
在这种背景下，建筑信息模型技术也就是BIM技术应运而生了，运用BIM技术对于建筑结构设计进行管理，以达到加快建筑设计效率，缩短建筑结构设计工期，大大节约建筑成本的目的，而且同时对于提高决策效率和建筑设计的质量也有着非常重要的作用。本文主要从BIM技术在工程实际中应用的角度出发，研究BIM技术在建筑结构设计的应用。
1 BIM技术概况
BIM技术也那就是我们通常所说的建筑信息模型或者建筑数字模型。建筑信息模型是指利用计算机信息技术为支撑对建筑的全生命周期，即从建筑设计、施工、运营等整个建筑生命阶段对建筑工程进行全方位的管理。随着我国科技的发展，目前BIM技术在设计、施工和运营管理方面已经逐渐得到了大量的应用。
BIM技术的提出来源于上世纪七十年代美国乔治亚理工大学的查克尹士曼博士提出的，查克博士对于BIM技术的定义是将建筑工程管理中涉及的几何特性、功能方面的要求与构件的技术要求等各种信息模型利用计算机技术进行归纳总结，将各种信息模型综合到单一的信息模型中，并且为了方便对于建筑工程的管理，这个单一的模型中还包括了关于施工进度和建造过程等方面的信息。随着科学技术的不断发展，BIM技术也得到了不断的完善与发展，因此关于对BIM技术也有了各种不同的定义。
关于BIM技术的定义，目前麦克劳-希尔建筑信息公司的定义得到了比较高的认同。麦克劳公司认为BIM技术在建筑方面是创建数字信息模型对于建筑设计、施工及运营进行管理的一个过程，即利用先进的信息数字化技术对于建筑整个过程中涉及的工程信息建立一个数字化的模型，利用这个建立的数字模型可以对建筑的设计、施工进度以及后期的物业管理等方面进行管理。简单来说就是建立信息化的建筑数字模型，并将数字模型和信息应用到建筑的全生命周期的管理中。这种定义是目前对BIM技术较为完善的定义。
建筑设计规划是指在建筑项目定位的基础上，随建筑的功能和风格等进行设计定位。建筑设计是指在确定建筑功能风格基础上由专业的设计单位对于建筑的结构进行设计，在保证结构安全的基础上，使建筑同时具有美观和艺术方面的要求。
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2 BIM技术在建筑结构设计中的应用
2.1 分析建筑结构和场地
建筑结构设计结果应能够满足工程实际情况的使用需要，例如对影院要注重满足采光方面的需要、对学校等人员密集区要注重满足承重方面的需要。对建筑结构最基本的要求就是稳固性和安全性，如果建筑结构设计的稳固性和安全性达不到工程使用要求，那么极有可能会带来巨大的安全隐患，因此在进行建筑结构设计时必须优先确保设计的合理性。对建筑场地、结构进行充分分析与考虑，是保证建筑结构合理性的前提，尤其是建筑场地的实际地理情况的分析，因为场地会对建筑结构最终的性能产生直接影响。由于建筑场地的复杂性，过去很难进行全面的综合分析，但是随着BIM技术的出现，在分析场地时可以将BIM系统与地理信息系统相连，达到比较理想的场地模拟效果，在此基础上进行过建筑设计模拟，确定最合理的建筑施工场地，极大的提高了建筑设计的稳固性和安全性。
2.2分析建筑结构性能
建筑结构设计并不是单纯的对建筑的框架进行设计，例如要在保证建筑结构设计美观大方的前提下，还要保证建筑具有较好的抗震性，由于现在城市人员密集程度大、活动集中，因此必须保证建筑结构设计满足建筑抗震性要求，否则建筑无法达到长期使用的目的。因此对建筑结构性能进行分析是建筑结构设计中必不可少的一步，但是在以往的工作经验中我们可以得知，对建筑结构性能进行分析不仅需要花费大量的人力、物力，而且由于受到主观因素的影响，例如粗心大意或人为误差积累等，无法保证分析结果的准确性。运用BIM技术对建筑结构性能进行分析，可以有效的避免出现这些问题，首先BIM与之前的分析方法相比，可以大量的节省人力、物力，其次BIM技术可以有效避免误差的出现，甚至可以在分析结构时对于结构不合理的地方进行自动校正，提高建筑结构的质量。
2.3 构建整体结构模型
建筑结构设计的质量会对建筑的最终质量产生决定性的影响，如果建筑结构设计的质量不合格，那么不仅无法达到预期的经济效益，而且会对建筑的使用者造成安全威胁。因此在建筑结构设计时，必须确保建筑结构设计的质量尤其是建筑结构设计的安全性。在进行建筑结构设计时BIM可以帮助设计者构建完善的建筑整体结构模型，提高建筑结构设计的安全性。例如以梁为例，首先我们要对建筑的实体进行定义，其次对梁实体进行定义，最后利用集合关联实体将建筑实体与楼层实体进行关联。
2.4 构建关联性结构模型
关联性是建筑结构设计中常出现的问题，也是工程设计人员在设计中需要一直关注的问题，但是由于建筑结构关联结构的复杂性，设计人员又需要对各个构件之间关联性非常清晰，因此为建筑设计人员的工作带来了很大的难度，并且在分析建筑结构关联性的过程中极易出错，如何解决建筑结构对称关联性问题一直是建筑设计的一大难题。BIM技术能够大大简化结构对称关联性的分析，通过BIM技术可以将建筑结构中对称关联和不对称关联构件进行清晰直观的表达。例如以窗口和墙为例，如果在设计中我们根据工程实际需要将设计中原有的窗口变更为没有窗口，虽然窗口没有了，但是墙体依然存在，反之如果去掉墙体，窗口同时也会消失，因此我们可以得出结论，利用窗口关联实体，可以建立窗口与墙体之间的关联。
3 BIM技术在建筑结构设计应用中存在的问题
首先，虽然BIM技术在我国建筑结构设计中得到了广泛的应用并取得了不错的效果，但是从整体来看，我国目前仍处于初级阶段，对BIM技术在建筑结构设计的应用没有相应的标准以及规范。其次，BIM技术虽然为建筑结构设计带来了很大的便捷性，但是在前期需要的成本较高，例如需要引进设备和相关技术，但是从我国整体来看，建筑结构设计人员对BIM技术的掌握度不高，需要投入资金进行大量培训，因此应用BIM技术在设备、技术和人员方面都需要一定的成本，这会在无形中加大设计的成本费用，初次之外设备的更新与维修也会增加原有的成本。
结语
综上所述，BIM技术的运用对于建筑结构设计的发展具有重要意义，不仅能够提高设计的质量和效率，而且能够提高设计的安全性。同时应用BIM技术也是时代发展的潮流，我国建筑结构设计要紧跟时代发展的脚步，提高自身竞争力，不断进行自我提高与创新，在激烈的国际中保持领先地位，因此我们必须要加大对BIM技术的研究力度，为我国建筑行业的持续健康发展做出新的贡献。
参考文献：
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[3]董济豪.探析建筑结构设计中BIM 技术的应用[J].江西建材，2014（16）：15.
论文作者:张宁宁
论文发表刊物:《建筑科技》2018年第1期
论文发表时间:2018/4/8
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