摘要：随着信息化社会的高速发展，建筑工程领域对建筑信息化的需求也在不断增加。结构设计作为建筑工程全过程中重要的一环，对建筑初始模型分析和全寿命安全设计有着至关重要的作用，其重要性越来越明显。因此，深入分析BIM技术在建筑结构设计中的应用，为建筑业的发展和维护奠定基础，有着非常显著的意义。本文简单介绍了目前BIM的发展现状，并对BIM在结构设计应用前景提出了相关要求。
关键字：结构设计；BIM；应用分析
1、BIM的概念
BIM技术实质上是基于数字化技术的一种新型工作模式，是一种在建筑设计中基于对象的CAD技术，在建筑设计中有着广泛应用，BIM技术应用基础为三维数字技术，能够集成建筑工程各种信息的工程数据模型。BIM包含了建筑物在项目建设周期中的所有相关真实信息，如建筑构件的材料、重量、价格等，建筑结构设计中BIM技术的应用还实现了不同部门和专业的资源共享，使设计部门、业主单位、施工单位共享建筑设计数据资源。其还可以创建可视化建筑结构数学模型，分析和模拟建筑结构设计的可行性。从项目的规划阶段“数据库”就开始建立，随着工程项目的展开、信息和数据将不断丰富和完善。不同专业的设计人员、施工人员以及运维管理人员可以协同工作，随时从中提取有用的资料并实现一次建模无限次充实并利用，从而避免重复工作。
BIM技术是实现建设项目全生命周期管理的关键，能够储存项目全生命周期的所有物理属性和功能指征，以便于业主和经营者利用这些信息进行建筑物管理与维护，乃至整个城市的管理维护。BIM技术提高了建筑结构设计效率，加强了各部门之间的交流与合作，是建筑结构设计中一种现代化、信息化的管理技术。
2、BIM在结构设计应用中的现状
BIM技术在设计行业引起了高度的关注，同时在行业内的发展也非常迅速，尤其在建筑专业最为明显。在国内外BIM论坛上，BIM技术一次又一次的被提及，然而，在结构专业设计的过程中，各大设计院都或多或少的存在困难或问题。因此，很多设计院的BIM设计还停留在翻模以及辅助设计，真正实现全专业使用BIM设计来完成生产任务的设计院很少。因此，实现从建模到施工图出图是BIM技术在结构设计中应用亟需解决的关键问题。
3、模型信息
3.1模型信息分类
BIM设计不单纯是创建一个三维模型，其重点是模型中的信息，结构模型信息分为：几何信息和非几何信息。几何信息是存在模型中的实体，可以直接看到和编辑的，如结构柱、梁、板、基础等构件；非几何信息是赋予这些构件的参数，如构件的截面尺寸、注释、及配筋信息等。非几何信息对于BIM信息模型在后期运维至关重要，因此，在模型的创建过程中工程师们就需要将非几何信息全部赋予构件。
3.2几何信息创建
几何信息（结构构件）创建是BIM设计的基础，在这基础上才能完成非几何信息的创建，其中轴网也属于几何信息。
3.3非几何信息创建
在创建几何信息的同时，非几何信息也应赋予相关构件。非几何信息的详细程度取决于建模深度，同时这也决定了工作量的大小，有些参数是需要在构件创建的过程中赋予。
4、结构模型数据交互
4.1模型与分析软件间配合
模型就是对现实中的模拟，通过模型表达现实中的事物的一般规律，对现实事物进行进一步分析，从而更好地掌握现实事物的特性。BIM模型就是从三维立体的层次模拟现实中的建筑，对于BIM结构模型就是用结构的基本构建，梁板柱等为基本元素进行结构建模。然后进入结构计算阶段，通过计算后，再完善结构模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆计算作为结构专业非常重要的一环，如果计算模型与BIM模型脱节，那实在是BIM在结构设计过程中的一大遗憾。
作为国内主流的结构计算软件，PKPM在努力打通与市面上主流的三维设计软件的数据壁垒。目前PKPM也正在尝试通过ISM和Bentley系统的三维设计软件进行数据的交互。Bentley系统的ISM是专为结构专业设计的交互模式，可实现结构软件间的双向协同。
5、结构施工图绘制
三维设计不同于传统设计之处，就在于模型信息准确和高效的利用。包括几何形体和非几何属性。几何形体的一致性可以使施工图绘制的构件与所设计的构件表达一致，非几何属性的一致会使图面中标记的信息与构件的属性一致，避免设计过程中频繁的修改而导致模型和绘图不一致的情况。然而在实际制图过程中，需要考虑本地化绘图习惯和制图标准，因此需要定制大量满足国内制图要求的符号化构件。在符号化构件库齐备的情况下，可大幅提高施工图绘制效率，且准确性得以保障。
6、结构设计对BIM的期待
6.1更快速的建模
BIM技术要能在设计行业内得到大力的发展，首要解决的问题是效率问题，只有效率的提高才能吸引更多的设计院对BIM设计的大力投入，也只有行业内的各大设计院都能来推动BIM的发展，才能使得BIM的发展更加的快速和有效。效率在一定程度上取决于BIM软件能否快速的实现快速建模、出图等操作。如能实现快速批量创建和编辑模型，同时能快速赋予模型非几何信息，这些都是目前软件本身不能很好的实现。通过软件自身的改进和第三方软件开发商来解决这些最基本、也是最需要的问题直接决定了软件的本地化程度。
6.2更准确的结构计算
结构计算是结构设计中最重要的部分，目前BIM设计软件与国内结构计算软件的配合都不能完美的转换。我们希望能实现的是BIM设计软件中构件的几何信息和非几何信息在与结构分析软件的转换中都能得到很好的转换，不希望在转换的过程中丢失任何信息，只有无缝转换对结构设计才有意义，这也是未来BIM设计中需要解决的又一大问题。
6.3设计图纸可修改功能
在利用BIM技术来设计建筑工程的图纸时，都是利用建筑模型来得出相关的工程设计信息。利用此方法，一旦在实际施工中出现问题，工程的设计人员只要稍微对某一点进行设计，BIM技术的系统则会自行的修正好其他相应的参数，利用此方式能够极大的将工程的设计人员在画图或者修改图纸上面所耗费的时间以及精力减少，以便其能够投入更多的精力去进行建筑结构的设计，并对各个参数进行对比，得出最优的设计方案，从而保证建筑结构设计能够获得最优的设计效果。
6.4设计数据信息化功能
在现代信息技术的基础上发展而来的BIM技术，其主要的核心就是信息，与此同时，跟传统的设计软件模型相比，BIM技术还能够自动携带相关的信息，通过这一点，不难发现，建筑工程的信息数据库则可以利用BIM技术来实现，而后在此数据库中能够找到跟建筑工程相关的所有设计数据，并且各项数据之间都存在着各种各样的联系方式。
7、结束语
BIM技术的合理应用，能够有效提高设计的合理性、可行性的同时，兼具经济性，最大限度提高建筑质量，为国家和人们的利益提供保障。基于此，必须要加强对建筑结构设计中BIM技术的应用。随着我国建筑数量的不断增多，再加上楼层数量与高度的逐渐增加，必须不断加强建筑的抗震性能与稳定性，因此，只有科学设计建筑结构，并确保建筑结构可以承受各种环境下的外力作用，才可确保国家以及人们的生命财产安全，这就更加突显出了建筑结构设计的重要性。
参考文献
[1]李坤.BIM技术在地铁车站结构设计中的应用研究[J].铁道工程学报，2015（2）.
[2]陈沉 陈健等.基于建筑信息模型的全过程设计与数字化交付[J].水利发电2014，(8).
论文作者:李楠
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/17
标签：信息论文; 几何论文; 模型论文; 结构设计论文; 构件论文; 结构论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第28期论文;