摘要：随着信息技术的不断发展，BIM技术在各领域的应用更加普遍。建筑工程结构设计中BIM技术的应用，可以进行建筑结构信息模型的构建，提升结构分析和设计图绘制的水平，为建筑结构施工奠定基础。
关键词：建筑；结构设计；BIM技术；应用
引言
BIM技术是一种伴随建筑全寿命周期的建筑技术，其以数据采集与分析为核心汇聚包括建筑设计方、施工方、管理方等各方的信息数据，并通过共享的方式方便各方的查看分析、各专业的协作。利用其可视化的特点帮助设计人员进行更好的设计。而在施工、施工管理和施工规划时，BIM技术所带有的三维实体效果、工程造价、施工规划等功能能够有效指导施工，从而从根本上改变以往的施工模式，辅助施工，保障建筑工程施工质量。
1.BIM技术的特点
BIM技术是一种创新的建筑设计及文档编制方法，其具有可视化、协调性、模拟性、优化性等特点，可以从根本上解决建筑项目各个阶段信息断层的问题。通过BIM技术，建筑规划、设计、施工、运营等各个项目参与方、各个工种之间可以协同工作，建筑信息模型可以在不同专业之间自由交换，应用于工程建设的各个阶段，大大提高了建筑工程项目的建设效率，降低各类风险问题。在该系统中，建筑以数字参数的方式呈现出来，实现了建筑信息的可靠性及一致性。系统具有多种功能，包括设计方案决策、创建施工文档、施工规范、建筑性能预测等等。相比其他技术，BIM体现出以下几个方面的特点:首先，可视化。在BIM建筑信息模型中可以直观的看到不同构件之间形成的关联性及反馈性，清楚的看到所有过程，设计方、施工方、业主方之间可以在可视化的环境中进行模型的探讨及决策。其次，协调性。传统建筑项目建造初期各专业之间的协调设计是一项十分复杂的工作，而应用BIM可以优化各专业的协调结果。比如协调人防分区设计与管道设计，或者协调房间净空高度与其他设计布置等。再次，模拟性。利用BIM可以在设计阶段模拟建筑的各项性能。比如日照模拟、紧急疏散模拟、招投标阶段的3D模拟等，性能模拟可以及时发现施工组织计划的问题，及时调整施工计划，以减少设计变更，提高施工效率。此外，以3D模型为基础结合造价控制及项目发展时间可以实现SD模拟，可以提高成本管理的有效性。最后，优化性。BIM模型可以将建筑项目中的材料信息、成本信息、分析信息等所有信息包含在内，并可以查看建筑项目的实时变化信息，有利于工程各相关部门进行协调、优化项目设计。
2.BIM技术应用在建筑结构设计中所存在的问题
BIM技术指的是以BIM核心软件为中心平台，衔接各类其他的专业软件组成一个广义的BIM，而结构分析设计人员是BIM技术中的一个重要组成部分。结构工程师在建筑工程设计中主要用于解决一些具体的问题，通过对同一问题进行分析并从不同的侧面提供相应的解决方案，从而保障建筑工程空间效果和设备管线空间尺寸要求之间的和谐统一，避免结构件与其他专业元素之间发生冲突。结构工程师在相应的设计时往往需要结合相应的实际情况采用一些异型件，如折梁、变截面梁、缺口梁、异形柱、SRC组合构件等。但是在现有的BIM技术建模工具中一般并不包含有异形构件的模块，而在结构设计中如采用常规构件来替代异形构件将无法发挥出BIM技术的优点，常规构件将使得一些隐蔽的问题无法及时的获得发现，而对于一些并未有冲突的地方BIM技术将会发出误报，影响BIM技术在结构设计中的应用。为使得BIM技术在结构设计中获得良好的应用效果，结构工程师需要创造自己的异型构件族，从而对结构工程师的使用带来一定的不便。
国内在钢筋混凝土结构施工图的绘制上采用平面表示法，设计人员通过在平面图上标准一些代号进行表示，而施工技术人员通过对照标准图集则可以将相应的代号转换为工艺图或是放样图。这一方式极大简化了结构设计师的绘图工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在BIM技术中由于可以通过从三维模型中提取相关的数据生成施工工艺人员所需要的工艺图或是放样图，在BIM技术中并未有相应的平面表示法模块。这一缺憾与国内设计人员的设计习惯并不相符，影响了结构工程师的使用效果。此外，由于BIM技术缺少了平面表示法这一环节，其与国内所要的施工图文档的报审和备案要求相悖。
3.基于BIM的建筑结构设计流程
BIM技术在实际应用中会在一定程度上改变建筑结构设计流程。以往建筑结构设计工作的开展主要是利用有限元结构分析元件等展开结构建模以及截面设计等工作，之后利用二维CAD等进行施工图的绘制。这一方式在实际应用中，需要在CAD中利用点线面形式展开建筑结构设计，同时以二维图形方式表达。这种情况会给设计人员的空间复合以及对设计图纸的理解等带来一定的影响。以BIM技术为基础的建筑结构设计流程在实际应用中，由设计人员进行相关设计，结构设计人员计算分析，通过软件自动生成施工图和三维图。受当前技术限制以及人员水平等影响，BIM技术在实际应用中更多地需要结合应用软件利用分阶段方式设计。
在BIM结构设计工作实际应用中，设计人员需要做好建筑结构模型的设计和计算，明确建筑结构设计方案之后生成模型，如果出现修改，会对结构模型自动更新，之后再次计算，生成施工图。将施工图导入Revit软件，展开碰撞检查。应用至后期阶段，可满足不同软件交互需要。通过这一方式，设计人员直接在Revit软件展开建筑设计，利用三维模拟以及碰撞检查等方式分析，对结构布置进行完善和修改。在完成结构初步设计后，可将建筑模型导入有限元软件中，分析结构构件的安全性和稳定性，通过对结构设计的优化和调整，确保所获取的结构设计模型符合要求。利用BIM软件输出结构设计结果，生成施工图，为建筑项目施工提供相应指导。
需要注意的是，结构设计工作的开展，不仅是设计单位工作，同时还需要建设单位、施工单位以及材料供应单位等相互协调和交互。建筑结构设计中，各设计信息一旦发生变化，会直接将信息传递给其他单位，及时了解其他单位的意见和反馈。通过这一方式，设计单位能够实现对建设单位建设意图的准确把握，兼施工单位现场施工需要，在设计阶段对结构材料配置以及成本等有充分全面的分析考虑，针对建筑结构设计展开全方位审查。此外，建筑设计师应结合具体地形结构，运用BIM技术精确设计2种建筑工程模型——局部模型和整体模型。不可忽视的是，在局部模型设计工作中，建筑设计师应全面参考前期工作中的建模数据信息，以此精确计算建筑模型参数。
结语
将BIM技术应用于建筑结构设计中，生成可视化三维结构物理模型，可以提高施工者对建筑结构的感性认识，其具有的模拟性、协调性、优化性特点可以把工程施工中的很多实际问题提前在设计阶段解决掉，可视化用于指导施工，可以大大提高施工效率。
参考文献
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论文作者:李晓龙
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/13
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