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摘要：BIM技术在我国的发展和应用依然处于初级阶段，其涉及我国建筑行业的多个方面，如建筑结构设计、成本预算、施工运营等。BIM技术的应用在提高建筑工程内部之间信息的交流和共享等方面起了重要的作用，本文主要对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行探讨。
关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用探讨
引言
在现代工业建筑工程结构设计中，更加注重的是能耗低、效率高。所以在建筑工程结构设计过程中，必须切实加强BIM技术的应用，确保设计的安全性和高效性。
1BIM技术的特点
在建筑物的安全性评估等方面，可以利用BIM技术为建筑设计提供可靠依据。BIM技术具有诸多优点，第一，具有良好的可视化优点，即将一个整体的建筑模型通过计算机呈现在人们面前，这种可视化使得建筑设计更加直观，通过直观性的了解，可以帮助设计人员明确设计方案中的优缺点，从而进行合理改进.第二，具有良好的模拟性特点，人们甚至可以“进入其中”，身临其境地进行建筑物内部漫游.第三，具有完善的管理体制，这主要是指利用BIM技术进行的建筑设计可以实现良好的协调性、优化性，借助于专用的打印工具实现建筑设计的出图。以上这些特点可以使得设计人员在工民建的设计中更加方便、快捷。
2应用BIM技术的设计流程
2.1构建整体结构模型
要构建一个完整、合理的整体结构模型，在建筑设计过程中，需要BIM技术的应用。通过模型精确地描述梁体、柱体、楼梯等结构信息，为后续施工建设提供重要的信息支撑。以墙体结构构件为例，分析墙体整个结构模型的构建，主要包括以下几个方面：（1）定义建筑的实体，了解和掌握具体情况；（2）对实体进行信息关联和集合，将模型的楼层实体和建筑实体进行实际关联；（3）定义墙体，完成结构模型的建立。另外，还要对建筑空间结构进行利用和管理，从而达到楼层与墙体二者实体关联的目的。
2.2构建部分结构模型
在BIM部分结构模型构建中，涉及的内容和属性较多，包括工程成本、材料、建造尺寸等信息。目前，BIM模型能够满足各种构件属性的实现。同样以墙体为例实现墙体的关联关系定义。通常情况下，BIM模型中构件包括多层材料。其中墙体是建筑的一种重要构件，其构成也相对比较复杂，主要包括结构层、隔热层、墙面砖和外墙面砖等。为了对其进行有效关联，需要做好以下几方面工作：（1）对材料的属性进行定义，熟悉并掌握材料的性质；（2）对集合实体、分层实体和使用实体进行分别定义；（3）结合材料关联实体，实现墙体与墙体材料的关联。
2.3构建关联性结构模型
除了上述模型的构建，设计人员在设计过程中还要对个体间存在的关联性进行考虑。BIM模型构建能够很好地实现结构的关联性，并且能够更加准确、更加直观地反映信息的关联性。如非对称性关联，是指2个实体之间存在的一种关系，即主从关系。该关系是指如果修改主实体，实体也会发生改变，但是不会对主实体造成任何影响，以墙体和洞口来说，墙体是主实体，洞口是主体，而洞口和墙体的关系为：洞口依存于墙体，若删除墙体，则会将洞口一起拆除，但如果要求为拆除洞口，则不需要将墙体删除，对二者的关系来说，影响是对关联关系的切断。对上述过程分析得知，将洞口与墙体进行关联，可以建立二者之间的实体关联。除了非对称关联，还有一种关联为对称性关联，是与非对称性相对得到的2个实体之间有着对等的关系，即一个实体发生改变，另一个实体也会随之发生变化，例如，结构中梁和柱二者的关联，通过建筑构件将二者进行实体关联，在这种对称性关联下，如果对主实体进行调整时，梁实体也会发生变化调整，反之也是一样。
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3在建筑结构设计中BIM的具体应用
3.1BIM技术在成本预算和施工材料采购方面的应用
BIM技术能够通过成本预算，将建筑结构设计以及施工过程对施工材料、机械设备、人力成本等方面的成本有效控制在工程预算范围内，从而制定合理的物料设备的采购标准。BIM技术的应用还能通过模型体现施工过程中的各类成本数据，从而自动形成物料的采购需求计划，同时实现材料、设备的快速分派，减轻管理人员的工作量，并且有效减少了物料、设备的重复分派造成的浪费，BIM技术在这方面有效提高了成本预算的可靠性准确性。
3.2碰撞设计中BIM的应用
在对建筑工程的空间位置进行碰撞设计时，利用BIM信息模式把草图模型实施精细化的处理，并确保所构建的信息化模型更加完整。在具体的应用中，碰撞方案模型中的基本信息较多，所以在这一过程中，应切实注重层数设置，并通过建立柱图和制作墙面生成梁柱和楼板等方面的内容。利用RA进行相同层数的设置和叠加数量，确保层数设置的科学性，并通过建立柱网，促进柱网系统的完善。在进行墙面绘制过程中，在墙面设置的对话框中设置相应的参数。在幕墙绘制过程中，利用RA的工具箱，选取画参考线的方式，将幕墙平面和垂直度以及室内标高等进行构建。在做好上述设置的基础，方案阶段的BIM模型的主体内容就初步完成，并对其他参数进行完善，比如梁柱和板件在模型中进行构建，因为梁柱和板件是工业建筑的主要结构之一。在设计过程中，应考虑工业建筑承载压力大和强度要求高的特点，所以对此类构建设计时，其截面比一般截面要大。而为了控制截面高度，应利用BIM技术对配筋率进行合理的确定，所以可以将截面高度增加的同时还要将配筋率降低，并预防梁柱交接部位发生钢筋集中的情况，这样在便于施工的同时还能将梁柱结构整体质量提升。而挑梁所承受的荷载的比重小，因而可以将其做成截面设计方式。而挑梁底筋设计，需要预留相应安全系统，由于挠度大和荷载大，所以应将底筋适当增加，且深入墙体的长度符合结构设计需求。而在设计过梁时，需要对其受力情况进行模拟和验证，若圈梁与过梁实施一体化的设计，才能便于操作和促进抗震性能的提升。
3.3参数设计
针对建筑结构设计，设计人员可以通过BIM的设计参数数据库完成建筑工程模型的构建，同时可以通过输入修改数据的模式，达到重建模型的目的。为了保障建筑结构设计的良好效果，需要及时对BIM软件进行优化与更新。需要注意的是，在具体的建筑结构设计过程中，要对一些参数进行合理限制，进而保障设计结果的科学性。另外，将BIM技术应用到建设设计中，能够集成和整合一些较为零散的数据信息，通过构建直观的三维立体效果进行展示，进一步提高建筑结构设计的可行性并提升设计质量。
3.4BIM技术在施工现场的应用
BIM技术还能够在建筑项目施工现场发挥重要的作用，有效提高施工现场的管理和控制效率。例如，BIM技术能够形成科学合理的建筑结构设计模型，并结合相关地理信息技术等，充分将建筑施工区域周边的地质条件及环境状况等展现在施工管理人员面前，促进其对施工现场环境的了解，从而有针对性地进行设计方案的修改和调整，从而保证施工方案满足建筑结构的施工质量，对提高施工现场的管理和控制起到重要的促进作用。
结语
在建筑设计中通过正确及合理应用BIM技术，能够有效实现建筑设计的高效、稳定发展。同时，在未来的建筑设计领域，其在引领设计变革，促进建筑行业的高质量、高安全性上，也必将提供强大的助力。
参考文献
[1]李泳波.关于BIM建筑结构设计过程的研究与实现[J].智能建筑与智慧城市,2018(2):53-54.
[2]吴文勇,焦柯,童慧波,吴礼财.BIM建筑结构设计过程的研究与实现[J].建筑结构,2013,43(S1):825-828.
论文作者:张超
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第10期
论文发表时间:2019/8/7
标签：实体论文; 模型论文; 墙体论文; 结构设计论文; 建筑论文; 技术论文; 梁柱论文; 《工程管理前沿》2019年第10期论文;