摘要：在传统的建筑结构设计中，设计时无法看到设计结果的立体模型，所以其中存在的一些问题就无法及时被发现，导致在建筑工程施工过程中会出现各种各样的问题，从而影响到建筑施工质量。BIM技术的应用，可使这些问题得到有效解决，能提高建筑结构设计的科学合理性。
关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用??
1BIM技术简介
随着人们对建筑物的性能要求越来越高，在建筑设计中，为满足人们对建筑物的性能要求，就需要增加建筑结构的复杂度。要丰富建筑结构形式，就需要做好建筑结构设计环节的工作。但是，建筑结构设计需要大量的信息，信息越全面，设计出的结构功能越完善。BIM是规模很大的三维平台，其能够将与建筑工程有关的信息集成起来，并对信息进行传递。在建筑产品的整个生产过程中，都可以对此技术加以利用，既能缩短建筑结构设计、生产周期，又能降低工程建设成本，使工程建设安排更加合理。BIM技术能将建筑结构的二维设计转化为三维设计，通过数字模型，还能对整个建筑结构设计过程进行监管，使建筑结构设计、生产及经营环节的成本都得以降低，有利于促进建筑行业的可持续发展。
2建筑结构中BIM技术的优势
2.1可实现建筑结构的可视化
在以往的建筑结构设计中，设计师一般会借助CAD软件来完成，但是CAD软件只能建立二维形式的建筑模型，属于平面模型，不具有立体模型的优势。通过对BIM技术的应用，能够构建出建筑结构三维模型，实现整个建筑结构的可视化，比CAD软件更具优势。并且，由于BIM软件具有可视化功能，因此其能够动态地展示建筑模型。设计师可根据数据的变化情况，实时调整建筑结构的设计方案，在现有方案基础上，对建筑结构进行优化，从而达到更好的设计质量。
2.2可提高建筑结构设计的协调性
在建筑结构设计中通过对BIM技术的应用，可提高设计工作的协调性。整个设计工作并不是单靠设计师就能完成的，还需要其他部门人员的参与。因此，各部门之间的协调工作就显得十分重要，如果协调性不好，就会影响到设计质量，BIM技术可使这一问题得到很好的解决。比如，各部门可将部门与工程有关的信息录入到BIM软件中，通过软件的共享功能，设计师就可看到这些信息。而动态地展示建筑结构模型，能帮助设计师在此基础上适当地增加一些配置。与此同时，参与建筑结构设计的人员，可通过移动终端，对相关数据进行调整，使其更加符合设计需要，从而确保整个设计工作能够顺利地进行。
2.3可实现对建筑模型的碰撞检查
传统的二维图纸无法反映出建筑结构中个体与个体之间的碰撞，以致有的设计人员在对建筑结构进行设计时，会直接忽略碰撞问题。BIM技术能够呈现建筑结构的三维图像，以便设计人员进行碰撞检查，使建筑结构中存在的硬碰撞和软碰撞都得到很好的消除。如此，设计图纸的质量会提高，建筑施工过程中的返工率就会明显降低，有利于减少建筑工程的建设成本。
3建筑结构设计中BIM技术的应用
3.1工程概况
某建筑工程为一食品包装间，建筑总面积为3750m2，在对建筑物进行设计时，其耐火等级为2级。该建筑分地下2层和地上8层，结构形式为钢筋混凝土框架结构，主要用于食品加工，设计使用年限为50年。在对建筑物的抗震设防烈度进行设计时，要求其要能够达到7度。
3.2建立结构模型
在对该建筑结构进行设计时，需要先创建结构几何模型，在此过程中会形成以Revit软件为基础的结构分析模型，连接的位置为节点处，连接过程是自动进行的。由于建筑采用的是钢筋混凝土结构，所以在建立BIM模型时，需要用到以下4个基本元素：第一，结构基本构件；第二，梁；第三，结构柱；第四，结构板。建立模型需要按照一定的步骤进行：第一步，需要将结构样板文件选择出来；第二步，与建筑专业BIM模型链接起来；第三步，先创建轴网，再创建标高；第四步，根据前面几步操作，选择适合本建筑结构的样板文件，同时制作与之相关的构件族；第五步，布置好混凝土柱和梁；第六步，将混凝土楼结构板创建好；第七步，对建立好的模型进行全面检查，如果发现有不合理之处，及时调整。在建筑模型中需要对标高进行设置，当需要修改物理模型的某个部分时，应先对标高作出准确定位，以免出现标高差。这是因为在软件中虽然带有族，但其并不能满足设计过程中的所有要求。所以，在结构信息模型中建立相关的异性构件时，要单独建立对应的族文件，并在族文件中定义各构件族的属性参数。在建筑结构中对BIM技术进行应用时，随着项目的增加，族库会逐渐趋于完整，其中的信息量也会变得很大。初始形成的模型中并没有结构属性，需要将结构面板利用起来，将相关参数及属性添加在其中，这样，在项目浏览器中就可以看到对应的结构平面图，还可以看到三维视图，图中会对相关的属性进行分析。
3.3建筑结构分析
建筑结构安全性分析是非常重要的环节，在实施具体分析时，可以通过软件计算这些数据，判断建筑结构是否安全。这类分析结构模型，会在软件中自动生成。在对模型进行分析时，大部分的构件都可按照定义进行转换，成为分析模型，而此模型是通过线和面来表现的。如果结构中存在着不能进行转换的构建，可使其变得更加简单，但在对结构进行整体计算时，不会考虑到这些部分，只要在分析模型中融入荷载信息即可。例如，在整体结构计算中，需要对楼板部分进行处理。在具体的处理过程中，需要先做出设定，将楼板视作刚性楼板。在平面内，楼板会出现变形现象，通过对此变形进行控制，就可计算出层间的位移角，再采用其他的方式就可以计算出配筋。如果刚性楼板不能在Revit中进行假定，可在ETABS中导入模型，然后再进行假定。在整体计算中，一般不需要考虑楼梯的梁、柱和踏步，楼梯间的荷载会施加在板厚为0的楼板上，施加的位置为楼板的开洞处。此外，在对建筑结构进行分析时，还应进行PKPM建模对比、分析层间位移角、计算扭转周期与平动周期的比值以及剪重比对比等。
3.4碰撞分析
碰撞主要有3种类型。一种是硬碰撞，即碰撞的对象为两个实体，两者会在空间中重合；一种是软碰撞，即碰撞的对象仍然为两个实体，两者不会在空间中重合，但会因为空间和间距过小，达不到施工要求；还有一种为副本碰撞，即两个完全相同的构件，会在空间上完全重合，一般只会在计算钢、水泥量时才会出现这种情况，这样可以避免因对同一构件进行二次计算导致的成本增加。由于建筑图纸、结构图纸和MEP图纸都具有很强的专业性，是分别由对应的专业部门完成的。在完成图纸设计后，在综合模型中放入各个专业模型，就能将碰撞位置确定出来。Revit软件具有碰撞检测功能，Navisworks也具有此功能，后者能够将前者导出的.nwc格式模型进行整合。
4结束语
综上所述，BIM技术可实现建筑结构的可视化，提高建筑结构设计的协调性，还能对建筑结构进行碰撞检查，在建筑结构设计中具有明显的优势，能提高建筑结构设计质量。因此，在实际的建筑结构设计中对BIM技术进行应用时，要根据实际的需要，收集与建筑工程有关的信息，对这些进行整合，建立相应的建筑模型，通过分析对建筑结构进行优化，从而达到更好的设计效果。
参考文献：
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