中南建筑设计院股份有限公司 湖北武汉市 430061
摘要：BIM技术在国外已经成熟，虽然BIM技术很早就在国内运用，但是近几年才广泛的推行开来，建筑工程设计、施工、运营等多个方面都有BIM技术的应用，通过BIM技术能够实现建筑工程各个专业、各个部门之间的信息共享、信息交流，建筑结构设计人员也可以通过该技术来实现建筑结构设计模型的模拟和分析，能够在很大程度上提高建筑结构设计的质量和工作效率。
关键词：建筑；结构设计；BIM技术；应用
1 BIM技术及其重要作用
1.1 BIM技术的重要作用
基于上述情况，BIM技术的应用起到了重要作用，其主要表现在以下几个方面：①方便修改图纸。在传统的结构设计中，结构模型与图纸设计是分开进行的，二者之间并没有太大的关联，导致修改图纸非常不方便。而BIM技术的使用能够加强模型与图纸之间的关联，适当降低了修改图纸的工作量，提高了工作效率。若是需要修改图纸，设计人员只需要修改相关模型即可，其余的部分会自动更改，在很大程度上减轻了工作人员的工作压力，同时也提高了图纸的准确程度。②方便信息化管理的实现。BIM技术的使用，不仅加强了建筑结构设计的实际效果，同时也能够实现整个建筑工程的信息化管理。BIM技术的使用能够将建筑中各个环节的数据信息有效整合，并做好快速统计工作，同时也能够提供可视化数据沟通，保证工程的质量，解决信息不对称现象，并有效降低工程的成本。
1.2 BIM技术
BIM技术是以建筑工程项目中的各项数据为基础，通过数字信息仿真技术来模拟建筑的真实信息，并通过建模来实现工程的监理、设备管理、数字化加工等，具有一定的信息完整性、可视化、协调性等特点，在建筑中占据着非常重要的地位。现代建筑逐渐向着大规模、高层的方向发展，很多建筑本身的功能并不仅限于居住，而是向着更加多元化的方向发展，因此，在建筑结构设计的过程中往往需要通过大量的建模来获取真实的建筑信息，此时，BIM技术起到了一定的作用。该技术不仅可以帮助建筑企业缩短工期，同时也能够保证建筑的质量，并实现建筑的安全管理和整体管理。
2对BIM技术的认识与分析
2.1 BIM技术特征
BIM技术具有信息集成的特点，BIM软件建立的模型具有自己独立的信息模块，每个专业的信息修改都应该在这个模型当中完成，每个专业的设计人员都能够依据BIM平台进行交互设计，进而实现集成化设计理念。数据库是BIM建筑模型最重要的内容，而该数据库的构建工作是由三维模型组成的，BIM数据库当中具有建筑结构空间信息、建筑构配件尺寸、连接方式等多种信息，并且设计人员可以通过模型快捷地查找我们需要的信息，这是传统CAD画图做不到的，在结构设计当中发挥着重要作用。
进行建筑结构设计时，设计人员可以自己进行建筑设计平台的构建，让业主、设计单位、施工单位、建设单位之间能够进行信息共享、信息交流，并且设计人员能够根据建筑的相关情况及时对建筑结构进行调整，在完成建筑结构模型的构建工作后能够检测结构构建对设备管线是否存在影响，大大提高了建筑设计团队的工作效率，减少了设计人员发生失误的可能性，避免了在出图后期才发现无法穿管线的尴尬情况，提高了设计质量。
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在进行结构设计工作时，设计人员对某项参数继续更改后，BIM技术能够将相关的参数进行全部更改，在最终的相关图纸当中有所体现，此外建筑结构设计人员还能够通过使用BIM技术来进行施工模拟展示，减少了现场工程师对施工过程分析所花费的时间，节约设计时间的同时，提高了设计效率。
2.2对BIM的基本认识
众所周知我国在过去十几年中建筑工程取得了较大的发展，可建设用地越来越少，建筑工程也在向着大规模、高层化、超高层化的方向发展，建筑的复杂程度不断增加，结构设计的难度也越来越大，因此在进行建筑结构设计工作时需要设计人员通过多种渠道获取尽可能多的进行，如果在设计阶段就对建筑工程进行模拟、控制便能够缩短工程的工期、降低企业成本，还能够提高建筑工程施工企业的质量管理工作、安全管理工作的质量。BIM技术的出现和应用能够让建筑结构设计由二维平面向着三维立体发展，并且能够帮助结构设计人员建立更为直观的模型，帮助企业能够降低企业的经营成本，推动我国建筑工程的可持续发展。BIM技术利用信息集成、协同设计、工作传递等多种特点，通过数字模型的利用来进行建筑结构设计，通过应用BIM技术能够关联各种建筑结构设计的工作数据，如果设计师对某项内容进行了设计，设计师不需要自己对图纸进行更改，只需要对模型的相关参数进行更改即可，BIM技术的应用能够节省结构设计时间、提高建筑结构设计质量。
3 BIM技术在建筑结构设计中的具体应用
3.1在钢结构建模中的应用
建筑结构设计中钢结构设计十分复杂，涉及到专业知识较多，尤其是布置加强件和连接钢结构中，任务较为繁重，很容易出现设计错误。为了解决上述难题，人们在钢结构建模中引入BIM技术，通过BIM技术的应用，对钢结构梁高进行计算，设计出专门的连接件。另外，BIM技术也可以通过相关参数，实现连接件的有效处理，并通过参数数据共享，对连接件的数量和间距进行有效控制，设计人员只需在工作中调整相应参数，便可以完成新连接件设计工作。其次，BIM技术可绘制出相关加强件的大样图，判断工程中加强件的具体位置，提升钢结构设计和施工过程的准确性。
3.2在建筑结构性能中的应用
建筑结构设计的设计原理，主要是将建筑中各个部分中所涉及到的科学集中在一起，建立一个虚拟建筑物，实现整体结构的相互支撑。BIM技术的应用，可以实现对建筑结构性能的科学分析，对建筑机构的稳定性、牢固性、抗震性等基本要求进行判断，确定各项数据是否满足标准。在设计工作中，设计人员只需要将BIM模型数据导入到相关软件中，利用软件对数据进行处理，确定建筑结构整体性能是否满足事先规划好的标准，解决建筑结构设计中存在的问题，有助于建筑结构设计工作的优化，提升建筑结构设计质量。例如，在亚洲最大生活垃圾发电厂设计过程中，为了提升建筑结构性能，设计人员通过BIM技术，对模型进行碰撞检测，首先对单专业之内模型进行碰撞，调整碰撞中出现的结构错误，之后进行机电综合模型碰撞检测，对机电专业内的碰撞问题进行调整，最后是机电与建筑之间的碰撞检测，将建筑结构与机电之间存在的问题解决，碰撞模拟软件可直接将结果以报告形式生成，设计人员会根据结果对综合管线进行相应调整，以人工审核的方式，最终得到修改意见，实现BIM技术在建筑结构性能中应用效果的提升。
3.3在建筑结构建模中的应用
在建筑结构设计过程中，BIM技术的应用突破了CAD制图的限制，将立体的建筑模型有效展示出来。传统CAD建模，只能完成简单的二维平面制图，不能将三维实体模型构建真实体现出来。BIM技术可以利用三维实体模型，将真实构建展示到施工人员面前，突出整体结构信息和构件之间的关系。BIM技术应用于建筑结构设计，可实现建筑结构的可视化，与此同时，BIM技术可以快速发现建筑结构设计中存在的问题，并提出合理的修复方案，以此来提高建筑结构设计质量。例如，在国家会展中心设计中，室内展览面积为40万平方米，室外展览面积也在10万平方米以上，由于施工体量较大，结构设计复杂，传统CAD建模根本无法满足施工要求。为此，项目总承包部门引入了BIM技术，对工程主体部分进行建模，之后将建立好的模型与各专业建好的模型进行融合，实现模型的有效修正，消除了建筑结构中的各方面隐患，避免返工现象的出现。
3.4在构建关联性结构模型中的应用
关联性结构模型的构建，要比钢结构模型复杂，且需要注意的事项众多，在设计之前，设计人员应对个体之间的关联性进行有效总结，意识到关联的重要性，将对称性关联方面存在的问题彻底解决。在BIM技术应用之后，相关工作人员应将建筑中对称关联和不对称关联直观的表述出来，例如，在洞口墙体设计中，一般的洞口都会附着于实际墙体之上，如果将洞口删除，墙体依然存在，但如果将墙体删除，洞口也会随之消失。再比如柱和梁之间的关联，二者也是通过构建结构实现关联，在梁的实体调整中，柱体也会发生相应调整，从而将柱的关联形式改变，反过来亦是如此。上述实例可以看出，通过实体和洞口之间的关联关系，可以确定墙体和洞口之间也存在一定关联。
结束语
通过上文的分析，BIM技术的应用能够促进建筑结构设计质量和设计工作效率的提高，此外还能够有助于建筑设计企业在进行建筑产品生产过程中降低建筑结构设计的成本投入，BIM技术的应用能够满足建筑结构设计的需求，而且BIM技术的应用也提高了设计人员的整体素质。
参考文献
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[2]徐，博.基于BIM技术的铁路工程正向设计方法研究[J/OL].铁道标准设计，2018（04）[2017-12-18].
论文作者:尹琦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
标签：建筑论文; 结构设计论文; 技术论文; 模型论文; 建筑结构论文; 设计人员论文; 信息论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;