南阳市建筑设计研究院 河南省南阳 473000
摘要：随着经济水平的不断发展与提高，人们对建筑质量的要求越来越高，在建筑设计施工过程中，应当不断更新设计理念，利用先进的建筑设计方法，提高建筑的性能以及经济性。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。
关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用
1 BIM技术的简要概述
在建筑形式和数量不断增多的形式下，工程项目中所涉及的信息量也越来越大，这些信息如果得到及时收集，并加以利用，那么对于其他建筑工程的建设将会具有极大的推动作用。不但能够缩短工期，还能够有效节约成本，提高施工质量，除此之外还能够更好的避免很多施工事故的发生，因此，信息技术在我国建筑工程中的优势非常显著。但是现阶段，还是应该采取一定的措施更好的发展和推广这项技术，这样才能够将此技术的优势充分发挥出来，有效的节约成本，提高施工效率以及保障施工安全。
2 BIM技术的特点分析
2.1 可视化
传统的建筑设计只能通过纸张或者计算机2D/3D软件完成，其主要作用是为后期施工提供相应的规格尺寸及效果展示，但还需要借助人们的空间想象才能将整个建筑在自己的脑海中呈现。BIM技术的出现为建筑模型的直观展现提供了平台，设计人员的设计理念能够直接在建筑模型中展示出来，有助于建筑企业内部的人员交流，并对相关的设计进行讨论，做出最佳决策。
2.2 协调性
协调性首先是设计部门内部各专业人员间的组织协调，在内部形成一个有效的标准性文件，便与推动建筑工程的进程。另外BIM技术还能够在建筑内部相关布置以及空间设置上起到协调的效果，例如楼梯井的布置、防火区布置、水管布置、线路布置以及其他辅助布置等。
2.3 模拟性
BIM技术能够利用建立模型来模仿现实中的建筑，并通过其表现形态得出一些具有重要参考意义的数据。例如在进行材料配比与承受应力之间的关系时，仅仅通过经验与猜测难以找到最佳配比的真实比例，因此可以借助BIM技术将利用优化技术设计的方案数据输入仿真系统中，模拟建筑的结构，在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况，将得到的数据绘制成统计图，明确找到最佳配比点。
3 BIM技术在建筑结构设计中的应用
3.1三维设计中BIM模型的碰撞检查
在建筑项目的施工前，传统的2D图纸往往在使用过程中不能有效地反映个体以及系统之间的碰撞，时间紧、多专业协作、沟通不充分导致个体离散行为具有很大的不可预见性，使得设计人员很容易疏漏掉部分碰撞问题。所以，这就很需要运用BIM技术中的三维BIM模型进行三维碰撞检查，这种监测的过程不仅能消除施工过程中的硬碰撞和软碰撞，更能减少建筑施工过程中的返工问题和错误带来的损失，进而优化设计到后期优化施工图出图并交底，建筑施工人员也可用BIM技术碰撞检查优化后的3D模型方案进一步进行施工进度模拟和施工统筹模拟，提高建筑设计和施工的质量。
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3.2 BIM技术在钢结构工程建模的应用
现阶段钢结构已成为一个大跨度建筑物的主要结构形式，其在建模中往往需要面临结构链接和加强件布置等多个方面的难点，钢结构在设计中需要涉及到梁柱连接、梁梁铰接以及梁梁刚接等多种连接形式，所以在设计中往往需要根据梁的高度，来将各个连接件进行专项设计并要将其参数化。BIM系统在应用中可以利用参数共享，来对螺栓的数量与间距来进行控制，设计人员只需要对参数进行调节便可以形成新的连接件，而在加强件、连接件设计中设计人员只需要画出大样，而在钢结构施工中技术人员只需要对相应位置设计进行参考，便可以来确定加强件、连接件的准确位置，这对进一步提高钢结构设计质量及施工效率有着重要作用。
3.3 BIM技术在建筑结构设计中的可视化
BIM技术是利用三维模型将真实的建筑构件展示出来，传统的建筑结构设计中，常采用CAD技术进行施工图纸绘制，这种方法很难将更多的建筑构件信息表示出来，运用BIM技术在设计阶段，构建建筑构件三维实体模型，能直观的观察建筑构件，分析建筑结构的功能布局，推断建筑体量。在大型的建筑工程结构设计中，采用BIM可视化技术，能对建筑结构进行动态演示，对建筑结构的尺寸、相符度进行考察，从而确定最优设计方案，采用BIM技术能快速的检测出建筑结构设计中存在的漏洞，确保设计质量。
3.4 BIM技术在建筑设计中不同专业协调设计中的应用
BIM技术在建筑设计中的应用，通过创建数字化、唯一的模拟信息化模型，该种设计模型的数据能够跨越不同的专业，在水暖、机电、结构、建筑等系统之间相互交换，集成化的设计模型将不同专业设计师完成的三维模型所携带的信息，更加方便的与其他专业团队进行共享，保证建筑设计的所有参与方都能够在掌握建筑设计所有信息的前提下进行工作，这种方式改变了施工企业、制造商、业主、设备工程师、结构工程师、建筑设计师等各个参与方的工作协调模式，保证所有的参与方能够使用基于相同参数的建筑模型进行协同工作，例如，在进行建筑设计的过程中，建筑设计师需要添加构件时，结构工程师将墙、柱、梁等材质结构的信息完整的输入到BIM模型中，设备工程师根据添加构件的位置、方式以及数量等，在建筑内部进行各种设备的配置，通过测试各种设备的数据信息，当出现异常时进行调试，保证建筑的整体设计效果。通过将BIM技术应用到不同专业协调设计中，各个专业的工作人员能够实现信息的完全共享，便于进行协同工作，保证建筑设计以及施工能够正常、有序的进行，进一步保证建筑的质量。
4 结构设计中BIM应用的难点
在现阶段结构设计中，设计过程都是以设计方案为基础，进行结构构件的分布，然后利用有限元技术软件进行建模，分析出整体的空间受力和变形计算，最后再根据结构构件布置进行设计调整，最后使用CAD形成结构平法施工图。整个建筑的模型信息是由设计者完成的，与其它专业之间都是通过关联的物理模型进行结构导入，最后实现设计信息的汇总，并且根据计算的结果进行设计修改，使建筑模型能够更好的完成动态信息和施工图信息。建筑信息模型针对结构设计来说，都是将施工图和结构分析相互关联。
（1）基于BIM技术的3D工具软件用了众多的系统参数和模块参变量，与2D创建视图技术有很大的不同，BIM工具软件还要兼顾与2D设计习惯的连贯性，所以系统参数和模块参变量比2D工具软件中的参数要复杂很多倍，这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。
（2）在结构设计的过程中，很多结构的建筑形式十分特殊，这就需要特殊的结构模块对其进行控制，但是3D图形和剖面视图不能形成理想的施工效果，很多设计者会因此放弃BIM技术，而使用原始的2D绘图设计方案。
（3）结构工程师在建立BIM模型时，注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档，以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构设计中，安全性分析计算是首要环节和重要问题。BIM建立的是完全的数据库式模型，从理论上来说，实现BIM物理模型与结构分析模型之间的双向链接是完全可行的。
结语
综上所述，在建筑工程中使用BIM技术，不仅可以优化建筑设计，还可以提高工程的效率，在建筑工程开始之前对数据进行集成分析，并实现对工程数据的动态管理，提高工程设计的效率促进建筑工程的良好发展。
参考文献
[1]黄亚斌.BIM技术在设计中的应用实现[J].土木建筑工程信息技术，2010.
[2]黄亚斌.BIM技术在设计中的应用实现[J].土木建筑工程信息技术，2011.
[3]曾旭东，谭洁.基于参数化智能技术的建筑信息模型[J].重庆大学学报（自然科学版），2011.
论文作者:孙勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/24
标签：建筑论文; 技术论文; 模型论文; 结构论文; 建筑设计论文; 结构设计论文; 构件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;