摘要：建筑工程建设过程中，建筑结构设计属于重要环节之一，是工程安全的第一道保障。BIM技术的出现，为建筑结构的设计提供了便利。BIM技术作为设计的辅助工具，同样需保证建筑工程本文的安全性，所以必须要对BIM信息技术在建筑设计中的具体应用予以足够的重视。本文研究了BIM技术在建筑结构设计中的应用，内容有：模型碰撞检查，钢结构的应用，结构设计的可视化，设计协调应用。
关键词：建筑；结构设计；BIM技术；应用
1导言
BIM技术已经被广泛的应用于建筑结构的设计。该技术相比传统的CAD设计，具有多种先进功能，能够在一定程度上提高工作效率，提升设计师的技术水平。基于BIM技术的视觉数字模型可以帮助用户对建筑结构进行模拟和分析，使施工单位能加深对图纸设计理念和施工目标的理解，有助于提高设计和生产的效率，同时提高建筑产品的整体质量。
2 BIM 技术的特点
BIM 三维施工仿真技术，首先对整个建设项目进行信息采集，然后把采集到的信息进行数字化处理。例如：建筑材料、设备、单价以及施工进度等。这些建筑工程数据可以通过 BIM 三维信息模型转化为相关的数字信息。通过数字信息反映的情况，工程技术人员可以更方便的发现并解决施工过程中遇到的问题，同时在施工过程中能通过相应的信息处理等环节来维护模型化项目的运行，做到运筹帷幄。建筑信息模型是一种数字化的设计、施工和管理的手段，该系统既支持内部集成管理环境，又提高了整个施工管理过程的效率，提前规避施工过程中错误风险的发生。BIM 技术的独特优势是建立相对独立的工程数据。通过三维可视化环境和办公自动化，可以及时处理信息系统中存在的问题，实现不同专业之间的通信和数据信息共享，提高系统的全生命周期，如图 1 所示。
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图 1 BIM 模式图
3 BIM技术应用问题
BIM技术是由美国研发出来的一种建筑建模手段，我国在BIM技术方面的应用研究仍然在发展阶段，其技术标准、技术操作等还还有待完善。在建筑结构设计应用过程中，因为BIM技术应用没有统一标准，所以不少建筑结构信息可能会存在问题，从而影响到BIM技术功能发挥。虽然建筑结构设计部门管理人员可以利用BIM技术建立建筑结构模型，通过模型分析结果进行建筑设计效果判断与调整，但在前期操作时需要消耗较多的时间输入数据信息，其工作效率还有待提升（基于BIM技术的建筑结构设计应用如图2）。
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图2 基于BIM技术的建筑结构设计应用
国内BIM技术专业人才数量相对较少，多数建筑结构设计管理人员在BIM技术方面的操作水平还有待提升。因为BIM技术门槛较高，操作人员首先需要进行专门培训工作，在熟练掌握BIM的各种操作技能之后方可逐渐发挥出该技术的作用。因为国内BIM技术开发应用时间较短，建筑企业在相关软件应用时可能会出现弊端，从而影响到工程项目开展进度。例如在BIM三维协同设计应用过程中，虽然建筑专业可以利用该技术进行图纸版本更新应用，为建筑结构设计提供便利，但当各类版本逐渐增多时便有可能增加设计人员的工作负担，致使BIM三维协同设计作用难以充分发挥出来。另外，有关BIM技术建筑结构设计方面的法律法规还不够完善，建筑企业在BIM技术应用时缺少法律规章制度与相关工程项目设计标准，这对企业设计人员工作水平的提升必然会造成一定影响，甚至会影响到建筑结构设计进度。在实际工程项目建筑结构设计中，部分设计人员往往容易忽略法律监控，致使BIM技术应用过程中出现法律纠纷问题，从而对建筑结构设计进度造成不良影响。
4建筑结构设计中BIM技术的应用
4.1模型碰撞检查
建筑项目具体施工之前，传统施工单位使用二维图纸，难以有效发现不同专业之间产生的碰撞，设计人员也容易忽略碰撞问题。随着建筑规模日益庞大大，结构体系的日益复杂，不同专业间碰撞问题出现的概率也越来越大，BIM技术的引入已经成为必然趋势。较传统的二维CAD图纸，BIM展示的图像是三维模式，使用者能更直观的检查“真实”的模型，可以更清晰的发现并消除施工过程中可能出现的各种碰撞，能有效减少施工中出现返工问题，降低错误的发生几率。对结构设计进行优化，使施工图纸进一步可视化，同时为技术交底提供了新的方式。
4.2 钢结构建模
在现阶段，钢结构已成为大跨度建筑的主要结构形式，在建设中，经常会面临结构连接和加固处理“难以想象”的困难。钢结构的连接方式通常有梁柱连接、梁梁铰接和梁梁刚性连接等连接形式，在设计中需要构件各种参数，来反映各种构件之间的相互连接关系。应用 BIM 技术，将构件之间的关系通过参数化，三维可视化提取信息，进行合理化设计。例如，可通过参数共享来有效地控制螺栓的数量和合理的间距，设计师通过调整参数以形成更加合理的连接体系；在构件加固件和连接设计中，设计师只需勾画大概的形式，交给建模技术人员，然后通过参数设置反映在参数化的模型中，再作合理的调整，以此确定加固件的准确位置。由此可见，应用 BIM 技术对提高钢结构的质量和施工效率有着重要作用。，设计人员可以以此为参考对设计方案加以调整优化。
4.3 结构的可视化设计
在建筑结构设计过程中，BIM 技术的三维技术可以用来展示建筑结构及其相关构件的立体效果。通过使用 BIM 技术建立的实体模型，设计师可以根据需要从不同角度观察建筑构件特征、尺寸、方向和材料等，能准确地查看整个建筑的布局和细节，从而快速发现建筑设计中各方面的缺陷。例如建筑楼梯踏步上下净空是否满足空间高度要求，不能碰头，是否有大小差异，以及梁柱是否与水、电管网发生碰撞等等。由此可见，BIM 技术在建筑工程可视化设计中的应用，不仅可以提高结构设计的效率和质量，而且可以在结构设计过程中不断发现问题，从而减少结构设计中的误差。
4.4结构构件设计应用
楼梯、梁、柱及楼板等都属于建筑结构设计中的组成部分，设计人员需要进行相关钢结构构件、预制构件和现浇构件设计的合理设计。其中现浇构件在工程项目施工中比较常见，设计人员在设计现浇构件时需要对管线走向和建筑功能要求等进行合理选择，以防建筑结构出现冲突问题。在建筑结构构件设计方面，设计人员可利用BIM技术进行构件合理设计，有利于减少工程项目设计中的构件冲突问题。钢筋混凝土结构是建筑工程项目中的重要内容之一，在钢筋混凝土结构设计时，设计人员多选择平面法进行图纸转换，利用特殊符号标注图纸，使建筑结构图纸设计内容更加全面。设计人员可利用BIM技术从多个角度和环节展示钢筋混凝土结构平面，在数据信息提取方面更加方便[2]。在建筑结构设计标准完善方面，设计人员可利用BIM技术进行项目样板设计，对其表达方式、线型和字体等进行标准化设计。
4.5体系结构的协同设计
在 BIM 建筑模型中，可以实现建筑物结构数据信息的自动更新。在保证建筑结构质量的前提下，可以保证建筑结构模型数据的真实性，并对结构进行合理的统计，在建筑结构统计中，应注意以下几点：（1）在建立结构模型时，需要依赖于 Revit 平台的可视化表现力对结构构件作各种检测分析。（2）保证建筑结构数据的合理性，加强与各专业的协调，通过结构数据的处理，保证建筑设计的协调性。
结束语
综上所述，以BIM技术为基础，研究其在建筑结构设计中的具体应用，进一步提升我国建筑工程设计技术水平。但是在当前阶段，BIM技术的使用还存在着许多的问题，因此设计师在实际工作中应当结合项目本身的具体情况，采取切实可行的措施来保障BIM信息技术的有效应用，从而推动我国建筑设计的进一步发展。
参考文献
[1]莫大霖.建筑结构设计中BIM技术的应用研究[J].建材与装饰，2018（27）：107-108.
[2]张磊.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰，2018（26）：127-128.
[3]杨光.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].建材与装饰，2018（23）：90-91.
[4]雷淳翔.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].建材与装饰，2018（18）：69-70.
论文作者:胡亚敏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/14
标签：建筑论文; 技术论文; 结构设计论文; 构件论文; 建筑结构论文; 模型论文; 设计人员论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;