刘彬1孙越2
1身份证号：61011319850821****，陕西省 2身份证号：61011519850614****，陕西省
摘 要：随着现代建筑功能性的不断提升以及建筑工程质量要求的进一步提高，当下对于建筑结构设计也有着更高的要求和标准，作为建筑结构设计人员，应该积极探究新的设计方法和设计技术，不断提高建筑工程结构设计的效率和质量。因此文章就对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行了分析和探究，以供参考。
关键词：建筑工程；结构设计；BIM技术
1BIM 技术的特点及优势
1.1BIM 技术的三个特点
（1）BIM 技术完整地记录了结构模型的所有信息。BIM 技术贯穿建筑结构施工的所有过程，从最初的建筑用材选择到施工地点确认，以及建筑结构的设计，再到使用的器材、设备，工程的性能、风险评估、结构力学性能、工程的质量要求等BIM 都会参与，并将模型信息的所有内容完整备份下来，有利于整体建筑工程结构的设计。（2）BIM 技术将整体的建筑结构设计工程的各个环节有机地联合在一起。BIM 技术涉及建筑 CAD 技术、CAM 技术，全程参与建筑结构施工的各个过程，BIM在建筑结构设计中的各个环节的信息是相互关联的，并且通过BIM技术内部的计算，结合计算机网络科技，可以将所有的信息融合汇总，得到最佳的建筑结构设计方案。（3）BIM 技术所有的模型信息具备高度的一致性。运用 BIM 技术的建筑结构设计，其所有的数据信息均记录在电脑系统，所有的信息在精准核对后只记录一次，同样的信息不会出现数据重复的现象，降低了建筑结构设计人员对于数据的整理难度，并且 BIM 系统还会根据当前的数据信息对模型进行改良和修缮，以达到最佳的设计效果 。
1.2BIM 技术的优势
（1）BIM 技术具备极强的可视性。运用 BIM 技术的建筑结构设计，打破了传统的建筑结构设计的二维图纸形式，将所有的结构信息通过计算机汇总以三维立体的形式展现在人们的面前，通过 3D 的形式将建筑结构设计方案体现在设计者的眼前，极大地提高了建筑结构的设计质量，同时也完整清晰地模拟了工程建筑的全过程，有利于工程设计人员对相关设计方案进行针对性地修改，保障了建筑结构的整体安全。（2）BIM 技术具备极强的协调性。BIM 技术将会全程参与到建筑结构的设计的各个环节中，并将相关数据进行整理汇总并最终形成信息模型，在此过程中，BIM 技术会将各个部门联系起来，使其成为一个高效运转的整体，打破了传统建筑结构设计中部门各自为战的情况[1]。BIM 技术具备极强的协调性，能大大提高建筑结构设计人员的工作效率。
2建筑结构设计中BIM技术的具体应用
2.1建筑结构性能中应用 BIM 技术
建筑结构的性能主要有抗震的性能和牢固的性能，在施工中采用 BIM 技术，能够对不同部分进行结合，构建出一个较为完整的结构。建筑结构设计人员通过采用 BIM 模型中的数据对建筑结构性能进行剖析后，不仅能够提升检测的时效性，还能够降低人力和物力等产生的消耗。建筑结构的性能模拟主要是从可视度、风环境、日照等方面进行模拟。例如：利用 BIM 技术对室外风环境模拟过程中模拟建筑的合理使用情况，使得周边和居住区的人员免受施工影响，在提升人们居住舒适性的基础上，通过合理规划绿化和布景等，遏制可能发生的滞风现象和涡流等现象，又如：建筑物的环境噪音模拟过程中，建筑结构设计人员通过利用 BIM 技术模拟声环境，构建几何模型，对材质或者结构设计的方法等进行模拟操作后，能够对建筑的声学质量等进行测试，再根据测试的结果制定出合理的降低噪音的主要路径和方案等。由此可见，将 BIM 技术应用至建筑结构性能进行分析时，通过提出针对性的测试路径后，有效了解建筑物的建成状况等，使得绿色建筑得以推广和应用，使得建筑结构设计更加合理，进而对自然采光、通风或者保暖等进行有效改善，高效利用资源，使得建筑项目更具舒适性和具有环保的性。
2.2建筑结构协同中应用 BIM 技术
建筑项目在没有应用 BIM 技术之前，建筑结构设计过程中需要对开展的各项技术或者产生的信息等进行共享，但是由于信息不能得到同步发展，建筑结构设计过程中存在诸多矛盾和问题。而在广泛使用 BIM 技术之后，建筑结构协同的质量得到了明显地改善，建筑结构设计中产生的各项信息同步发展，信息和数据之间的联系越来越紧密。建筑结构设计方案中不仅有水暖或者土建等方面的数据，而且具有装饰装修等方面的数据，数据在传递过程中需要保持一致。例如：剪力墙结构设计过程中，通过采用 BIM 技术开展协同工作，需要对剪力墙结构的物理模型或者梁桩柱分析模型等内容进行考虑和兼顾，以此能够实现协同发展。第一，对结构参数等进行设置，并通过借助结构分析模型，实现多种设计数据传递过程中的一致性和同步性。这种方式能够有效提升建筑结构设计的可靠性。第二，BIM 技术中的数据具有可计量性，建筑结构协同工作时能够为其提供数据上的支持，建筑数据库中的一些基础数据施工管理部门也实现了数据的共享，使得数据传输变得更加准确和及时。例如：项目成本管理单位在对成本进行管控时具有可参考的数据，提升决策的准确性和可靠性。
2.3建筑结构模型的参数化应用
在建筑结构模型中，常见的结构构件有基础、梁、柱、板、墙等，传统的建筑结构设计，设计人员需要花费大量的时间及精力在这些结构构建的绘制与信息汇总中，使得设计工作量相对较大。而 BIM 技术具有强大的参数化功能，可以进行三维模型及模型相关信息的参数化表达，将二维设计中的点、线、面等元素转化为三维设计中的梁、柱、板、墙等结构构件，并且应用“族”概念，将重复的结构构件统一结合起来，将同族结构单元的几何信息、逻辑信息、材料属性等参数信息包含在同一族内，并且将个体构件的所有特征，构件、构件之间的简单或复杂关系集中起来，让数字化的构件模型与现实中真正的构件结构一一对应。在 BIM 软件中，只需选择相应的构件族，设置其实例参数，然后根据轴网坐标将其放置到指定位置即可完成该建筑结构的 BIM 模型创建，后续再根据需要搭建主体 BIM 模型，提高设计工作的效率[2]。另外，BIM 技术的参数化功能还可提高设计工作的修改效率。参数化的 BIM模型，其信息均保存在软件数据库中，这一参数化的形式数据库，具有强大的参数修改功能，设计人员提出结构设计时的文字、符号的任何修改时，BIM 数据库都会随之改变，然后迅速地在 BIM 模型中表现出相应的变化，保证了 BIM 模型与相关参数数据的协调一致，通俗来说，就是可进行联动修改提高设计修改的效率。
2.4BIM 技术中的钢筋表达
钢筋表达指的是钢筋混凝土框架在BIM 建模中的三维虚拟表现，可以得到准确的钢筋尺寸与定位，可视化隐蔽工程，感受建筑结构的真实信息，进行混凝土钢筋的算量。但同时，当前建筑结构施工图均为平面图，以及受目前计算机硬件设备的限制，建筑结构模型钢筋的表达方式会有所不同。目前 BIM 技术中主要采用实体与详图表达钢筋以及平法注释表达钢筋两种方法。实体与详图表达钢筋可以对钢筋的信息进行三维立体表达，便于确定钢筋的位置、形式、尺寸，并且通过三维视图隐蔽阻挡钢筋的混凝土参数，对隐蔽部位的钢筋信息进行观察。但这种表达方式对电脑硬件要求十分高，比较占用施工图纸，设计工作量较大。而平法注释表达钢筋则是进行构件的钢筋信息赋值，使与构件形成一体，并通过注释进行提取和交换分析，其优点是可以在一张图纸上表达多个钢筋信息，图纸简洁，缺点则是需要进行三维效果想象，表达没有实体详图表达那么直接。两种表达各有优缺点，实际设计时可根据工程需要进行选择。
结 语
BIM 技术在建筑结构设计中有得天独厚的设计优势，将建筑工程的各个阶段有机地融合在一起，结合最新的计算机网络技术，将建筑结构设计方案立体化、直观化，因此大力发展 BIM 技术，将会直接改善我国建筑结构工程的设计质量，对我国的经济发展产生深远的影响。
参考文献
[1]程亦飞 . 建筑结构设计中 BIM 技术的应用实践分析与研究 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2020（15）：45.
[2]常春霞 .BIM 技术在建筑结构设计中的应用[J]. 工程技术研究，2020，5（03）：215-216.