摘要：建筑结构设计是否合理关系着建筑工程的质量与安全，在以往结构设计工作中，大多都是采用二维平面结构设计，这种方式不具备良好的可视性，并且会受到诸多因素的影响，难以达到最佳的结构设计效果。随着BIM技术产生后，这些原有的问题可以很大程度消除。在三维可视背景下，结构设计不仅可以更加细致深入，各种潜在问题也能够更早的被发现与预防。结构设计在实施效率上有了明显提升，且设计的整体质量也有了很大的改善，这些都是BIM技术应用与结构设计中优越性的体现。
关键词：BIM；建筑；结构；设计；方法
1BIM技术的概念及内涵
BIM技术也称为信息施工模型，为了实现创建工程数据模型的目标，经常使用3D数字技术来集成来自土木工程的多个数据。BIM技术诞生于美国，其有效地结合了建筑项目中的设计、建造、使用、维护和管理，能以3D形式呈现建筑设计，并将纸质文档转换为数字文档，采用这种先进的技术方法，可使工程设计师有效地解决土木工程知识所不能解决的问题。可以说，除AutoCAD技术外，BIM技术是建筑工程结构设计中一项必不可少的技术，该技术将各种商业信息用于建筑结构设计当中，极大地促进了工程领域的发展，在建筑行业中起着重要作用。
2BIM技术特点分析
2.1集成化
BIM即建筑信息模型，由三维模型构建信息数据库，集成设计过程信息，在此模型中各专业设计交互，将建筑各类信息进行科学组合，设计师能够精准的完整的获取建筑结构信息。建筑工程数据量巨大，传统的建筑结构设计常用CAD平面施工图，图纸工作量大，且设计师需要对各类图纸信息完全掌握才能更好的完善设计，工作效率低，BIM技术的信息集成化，建筑数据有效关联，动态数据预测模拟，对建筑结构设计具有重要的指导意义。
2.2协调性特点
BIM技术同样具备很好的协调性，能够将各方主体都非常好的衔接起来。在系统内部可以将项目的各方面信息都整合到一个三维模型数据库中，设计单位、施工单位和开发商都能够直接看到这些信息。这不仅极大实现了信息的交互共享，这也给各方就问题讨论和意见的提出提供了很好的实施基础。这很好的加深了结构设计各方的协调性，让实际问题解决起来更加轻松高效。
2.3高效性特点
BIM技术具体毫无疑问的高效性特点。三维结构模型将结构设计中涉及的各方面数据都分析出来，这可以让设计人员做非常准确的预判，能够了解项目结构设计中可能存在的潜在问题，以及有哪些需要调整变化的方面。这些都让各类问题的处理更加及时，结构设计的准确度和效率也更高。
3BIM技术在建筑结构设计中的应用
3.1BIM技术在建筑场地的选址和结构分析布局中的应用
建筑场地的选址是建筑项目中最为重要的环节之一，也是基本的首要环节，在建筑项目选址这一环节一定要科学合理。要对建筑场地内的天文气象，水文地质等因素进行综合考虑，用长远的眼光看待建筑结构设计和各要素之间的关系。在建筑场地的布局中，首先要运用BIM技术，对建筑结构和整个施工场地的布局进行客观的分析，然后在运用GIS技术对工程项目进行具体的模拟工作，通过两个技术的分析和模拟，整合出合理的预测结果。建筑施工场地的选址和结构分析的布局的过程中，一定要注意所在地的气候条件，地形地势和地质状况等因素，利用BIM技术使工程与各个外界因素相契合确保工程的实施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2建筑结构设计协同设计的应用
建筑设计并不是一个单独完成的过程，而是多方面考虑之后所形成的一个多方协作的过程。BIM技术也可以在这一过程中扮演非常重要的角色。BIM技术凭借其强大的优势，可以在建筑设计的过程中将各个环节，例如方案设计、施工规划等步骤进行统一调度和综合考量，让方案本身变得更加密集和紧凑，提高建筑施工的效率。
3.3建筑结构设计应用性能分析
定稿完成之后，BIM技术还可以根据定稿的方案对所反映建筑进行模拟施工，模拟施工之后的结果可以通过软件进行更加直观地观看。通过观看模拟建筑效果和实验步骤，可以发现建筑本身在运行的过程中是否存在问题，指出存在问题的具体方位以及是否需要对这部分问题进行改进以及如何改进。也就是说，从确定建筑，到设计建筑，再到实施建筑，都不是一个简单的过程，应经过多方对比和分析之后实现。建筑的结构设计工作并不是各个环节之间的简单整合，而是要求建筑结构设计在整体做出来之后表现出来的应力大小，主要表现为这一建筑结构是否能够在一定水平和竖向的振动载荷下维持较高的稳定水平。因此，在建筑结构设计过程中，通过使用BIM技术能够有效地建立起与建筑主体相吻合的一体化数学模型，并通过导入系统的方式将被反映建筑在一种更加逼真的环境中进行动态模拟，来判断建筑结构设计过程中是否存在需要优化的环节。
3.4进行准确的参数设计
当建筑体的结构性能和设计要求相对明确后，系统内部便可以基于这些要求来做准确的参数设计。参数设计是结构设计中极为重要的构成，也是难度最大的部分。参数设计一旦有偏差或者有错误，这会直接导致结构设计难以实施，甚至还会存在一些安全隐患。BIM技术可以很大程度化解这类问题，在三维结构模型背景下，设计人员可以有针对性的就设计参与做测量，还可以结合清晰直观的模型就参数做相应调整。保障参数设计的准确性，让结构设计的整体质量得到保障。
3.5建模及分析
建模是建筑结构设计主要内容，设计师根据基本信息，确立各项结构参数，构建虚拟的建筑结构样机，空间三维形态呈现精确的空间关系和数据，与其他3D建模不同，BIM建模根据模型自动协调更改相应的信息。设计师根据IFC标准，将建筑结构模型进行基本构件的划分比如梁、柱、板、墙、梯等；进而对构件实体进行包括几何、维度、材料、力学属性定义，例如墙体是否由外墙装饰面、隔热材料、内墙、结构层等几层构成；然后通过逻辑结构对模型体系进行对应关系的有效关联，最终实现对结构实体的定义。建模之后结合实际情景，基于三维可视化进行各类分析：空间分析、结构分析、效果图分析，环境影响分析等。比如完成基础建模后对建筑进行光照分析，及时发现问题，调整结构间距参数，改善光照资源，比如建筑立面外窗与结构圈梁出现空间交错的情况，无法开启及使用，设计协调后及时处理；结构梁柱、连接件、孔洞预留等合理定位模拟，可靠的细节调整保证设计连续性。
3.6自动出图
BIM技术自动生成和更新施工图纸，相比于传统的二维图纸具有明显的立体感和层次性，可视化帮助施工员更加深刻的理解图纸传递的结构信息及建造理念。小范围细节结构图纸在模型放大后，展现带有光特色的构件之间的层次位置图。
4结语
BIM属于一种描述系统，其包含着丰富的视图数据，体现出一个建筑项目的全生命周期，通过数据共享实现建筑项目各个环节的沟通、协调，应用数据预测进行模拟，再通过反馈改进设计、文件、成果完成系统的优化。在实际建筑结构设计中应用BIM，可以大大提高设计效率及效果，从而保证建筑项目的安全性、经济性及适用性。
参考文献：
［1］李君永．建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究［J］．中国住宅设施，2017（1）：19-20．
［2］刘鹏．建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究［J］．工程建设与设计，2018，385（11）：54-55．
论文作者:贡人非,霍亚超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/24
标签：建筑论文; 结构设计论文; 技术论文; 结构论文; 模型论文; 信息论文; 建模论文; 《基层建设》2019年第29期论文;