邓国敏
广西启元建筑设计有限公司柳州分公司 广西柳州 545000
摘要：随着建筑行业的不断进步，随着科学技术的不断发展，各种技术在建筑行业中的应用也逐渐普及起来。而BIM技术在建筑结构设计中的应用，有效的实现了建筑结构设计的优化与完善，为建筑工程质量奠定了良好基础。企业应加强对BIM技术的充分利用，以达到建筑工程设计质量的要求。
关键词：建筑工程；结构设计；BIM技术；应用
1.BIM技术的概念
近年来建筑行业得到巨大的发展与完善，加上城镇一体化建设进程的加快，建筑规模在不断的扩大，建筑形式更加的多样化。在此背景下，获取更多的信息资料成为设计人员在进行建筑结构设计时的关键。这就需要设计公司通过各种渠道和方式进行信息的收集，对于收集到的信息进行深入分析与利用，以此达到提高施工效率，缩短工期，提高企业经济效益的目的，同时也能更加有效的提高建筑企业安全管理工作的水平。BIM技术是一种新型的技术，借助该项技术可以实现建筑结构设计由二维向三维的转化，建立数据共享平台，实现各部门、各专业的资源信息共享。在进行建筑结构设计过程中，利用该项技术可以实现建筑工程师、设计人员与业主等所有参与者共享数据信息，建立可视化的数字模型，通过对建筑结构的反复分析与模式，不断的调整与优化建筑设计，同时帮助企业降低各个阶段的成本，缩短施工时间，提高企业的经济效益。
2.BIM技术的特点
（1）BIM具有信息集成的特点。BIM为建筑信息模型，是整个建筑工程详细数据信息的数据库，包括设计过程和设计信息。通过BIM，建筑的外观、构件，建筑施工材料、尺寸等任何信息均可被迅速精准地找到。传统设计在查找对比图纸上有着明显劣势，在修改图纸上更是工作繁重。BIM技术具有信息集成功能，数据之间相互关联，在实际施工过程中如果出现问题需要对原设计稿进行调整，工作人员只需对单项进行修改便可生成最新的数据信息模型，工作效率大大提高，数据信息实时可靠。
（2）BIM能够实现协同设计。建筑信息模型为设计人员、工程师、建筑师及业主提供了一个实时数据共享平台。业主的需求、实际施工过程中遇到的问题均可在此平台得到及时解决。同时BIM技术能够自动检测建筑构件间的相互作用和影响，支持同类数据的导入与组合，并根据参数设置给出合理的模型方式。相较于传统各自为主的设计流程，BIM技术解决了不同专业、不同部门交流困难，无法协同工作的困境，有效降低了建筑企业的经营成本，提高了建筑企业的质量管理工作和安全管理工作水平，对推动我国建筑工程行业持续发展意义重大。
3.结构设计中BIM应用的难点
在现阶段结构设计中，设计过程都是以设计方案为基础，进行结构构件的分布，然后利用有限元技术软件进行建模，分析出整体的空间受力和变形计算，最后再根据结构构件布置进行设计调整，最后使用CAD形成结构平法施工图。整个建筑的模型信息是由设计者完成的，与其它专业之间都是通过关联的物理模型进行结构导入，最后实现设计信息的汇总，并且根据计算的结果进行设计修改，使建筑模型能够更好的完成动态信息和施工图信息。建筑信息模型针对结构设计来说，都是将施工图和结构分析相互关联。
（1）基于BIM技术的3D工具软件（如：Revit）用了众多的系统参数和模块参变量，与2D创建视图技术有很大的不同，BIM工具软件还要兼顾与2D设计习惯的连贯性，所以系统参数和模块参变量比2D工具软件中的参数要复杂很多倍，这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。
（2）在结构设计的过程中，很多结构的建筑形式十分特殊，这就需要特殊的结构模块对其进行控制，但是3D图形和剖面视图不能形成理想的施工效果，很多设计者会因此放弃BIM技术，而使用原始的2D绘图设计方案
（3）结构工程师在建立BIM模型时，注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档，以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构设计中，安全性分析计算是首要环节和重要问题。BIM建立的是完全的数据库式模型，从理论上来说，实现BIM物理模型与结构分析模型之间的双向链接是完全可行的。
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4.BIM模型的层次应用
4.1BIM模型的集成化应用
BIM模型采用合理的参数化对三维结构进行信息单元的描述，并且能以建筑中的梁、墙、柱等作为主要模拟结构，在这个模拟过程中，建筑的真实性信息和内涵通常以一个集合形状进行描述。同时这一过程还包括大量的物理信息和分析类信息，简单易懂的使建筑构件的多个角度都能反应出来，避免传统的平面设计带来的理解失误的问题。
4.2参数形成和编辑
BIM技术的核心就是利用数据库模型体现出各个设计参数，这使很多结构模型都和实体结构参数相互一致，参数在形成模型化后，会根据不同的构件特征形成相互的规则性，使模型设计能够和实际施工相互联系。例如在钢结构节点设计的过程中，BIM系统可以将每个空间的节点零件和空间位置真实的反应出来，使施工过程中的用料信息能够更好的完成观察。
4.3信息共享和交换
在结构设计完成后，BIM模型能够直接读取结构设计中的信息，并且结合这些信息建立完整的结构分析模型。三维模型的结构布置保持与分析模型相互一致的状态，使结构状态得到高度的统一，建筑信息模型在传统的模型分析上往往以数据作为基础，BIM在读取数据的过程中，使数据文件转换为自身的结构形式，最终实现设计流程中的资源共享，以此提高资源的协调应用能力。BIM在集成过程中形成了建筑的全生命周期，并且在结构的建造过程中通过信息化和数字化形式加强了资源互换，这种形式和传统的文件、图纸对比大大提高了资源共享。
5.BIM在结构设计中的处理办法
5.1建立完整的项目样板
项目样板是整个设计的基础，项目样板包括经过有限的标准化处理的各种族、线型、字体、符号以及表达方式。在BIM技术中形成一个良好的样板，是完全能够减少工作的重复性，加快设计速度的。并逐渐建立一套符合中国国情的设计标准，使其能够对多数设计用户，甚至是对有特殊需求的用户都有相当有益的指导作用。
5.2设计符合要求的结构构件
结构设计中的主要构件有基础、柱、墙、梁、楼板、楼梯等。这些构件在施工中分为预制构件、现浇构件和钢结构构件。以建筑主要设计形式为准，根据各种结构构件进行构件设计。目前现浇构件是最为常见的结构形式。在结构方案设计的选择中，建筑师都是根据功能要求和管线走向进行布置的，以避免结构构件中多种因素相互冲突。
5.3钢筋混凝土结构中的平法表示
在钢筋混凝土施工图绘制中，通常采用平面方法进行表示，在图纸上采取特殊的标点符号进行标注，施工技术人员通过工艺转换形成样图。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示，BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和核心信息，以满足施工时间和放样需求。
BIM在建筑结构设计中应用的研究涉及的方面很多，所以，对于该技术应用的研究则可以从多个方面着手。而以上仅仅只是笔者对于BIM在建筑结构应用中的几个方面的研究，不利于应用的推广。所以，BIM相关领域的研究人员应该进一步的加强对建筑结构设计的研究。
6.结语
综上所述，现代建筑工程中，涉及到的专业知识很多，加上现代建筑生命周期长、建设周期短，传统的CAD技术已经不能满足建筑工程低消耗、低污染的要求，采用BIM技术能有效的解决这些问题，BIM技术的功能虽然强大，但其上手难度比较大，因此，设计人员要不断的提高自身的综合能力，全面掌握BIM技术，在快速高效的完成建筑工程设计任务的同时，确保建筑结构的设计质量，从而保证建筑工程的施工质量。
参考文献：
[1]张建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的应用[J].施工工程，2015，（371）.
[2]张建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的应用[J].施工工程，2012，（371）.
论文作者:邓国敏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/26
标签：模型论文; 建筑论文; 结构论文; 信息论文; 构件论文; 技术论文; 结构设计论文; 《防护工程》2018年第13期论文;