董丽奇
新疆原创城市设计研究（院）有限公司石河子分公司， 新疆 石河子 832000
摘要：在近几年来，我国的城镇化建设和工业化建设进程不断加快，为了提高建筑工程施工质量和更好的满足人们的使用需求，建筑施工单位更加注重建筑结构设计。随着科学技术的快速发展，在建筑结构设计中也逐渐开始应用各种先进的科学技术，BIM技术由于其自身独特的性质，在建筑结构设计过程中得到了广泛的应用。文章主要是对BIM技术概述、BIM技术的作用、在建筑结构设计中对BIM技术的应用以及在建筑结构设计中应用BIM技术存在的问题和改进对策等方面做出了详细的分析和研究，这对在建筑结构设计中更好的应用BIM技术提供了有价值的参考依据。
关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用研究
引言：BIM技术是一种伴随建筑全寿命周期的建筑技术，其以数据采集与分析为核心汇聚包括建筑设计方、施工方、管理方等各方的信息数据，并通过共享的方式方便各方的查看分析、各专业的协作。BIM技术应用于建设设计时其可以通过构建建筑三维模型，利用其可视化的特点帮助设计人员进行更好的设计。而在施工、施工管理和施工规划时，BIM技术所带有的三维实体效果、工程造价、施工规划等功能能够有效指导施工，从而从根本上改变以往的施工模式，辅助施工，保障建筑工程施工。
一、BIM技术概述
BIM技术指的是建筑信息模型技术，是在建筑工程中采用数字化3D技术来全面的整合其中的各种信息，进而构建出完整的工程数据模型[1]。BIM技术是从美国发源而来，在建筑工程管理中综合了维护、运营、施工以及设计等多个环节中的知识内容，用数字化的文件来取代传统的纸质建筑工程管理和设计文件，并用3D可视的形式展现出来，进而建筑工程信息收集和处理的效率和准确性都能够得到显著提升。作为一种重大技术变革，BIM技术作为一项全新的信息处理模式，能够促进建筑设计工程更好的发展。
二、BIM技术应用在建筑结构设计中所存在的问题
BIM技术指的是以BIM核心软件为中心平台，衔接各类其他的专业软件组成一个广义的BIM，而结构分析设计人员是BIM技术中的一个重要组成部分。结构工程师在建筑工程设计中主要用于解决一些具体的问题，通过对同一问题进行分析并从不同的侧面提供相应的解决方案，从而保障建筑工程空间效果和设备管线空间尺寸要求之间的和谐统一，避免结构件与其他专业元素之间发生冲突。结构工程师在相应的设计时往往需要结合相应的实际情况采用一些异型件，如折梁、变截面梁、缺口梁、异形柱、SRC组合构件等。但是在现有的BIM技术建模工具中一般并不包含有异形构件的模块，而在结构设计中如采用常规构件来替代异形构件将无法发挥出BIM技术的优点，常规构件将使得一些隐蔽的问题无法及时的获得发现，而对于一些并未有冲突的地方BIM技术将会发出误报，影响BIM技术在结构设计中的应用。为使得BIM技术在结构设计中获得良好的应用效果，结构工程师需要创造自己的异型构建族，从而对结构工程师的使用带来一定的不便。
国内在钢筋混凝土结构施工图的绘制上采用平面表示法，设计人员通过在平面图上标准一些代号进行表示，而施工技术人员通过对照标准图集则可以将相应的代号转换为工艺图或是放样图。这一方式极大简化了结构设计师的绘图工作。而在BIM技术中由于可以通过从三维模型中提取相关的数据生成施工工艺人员所需要的工艺图或是放样图，在BIM技术中并未有相应的平面表示法模块[2]。这一缺憾与国内设计人员的设计习惯并不相符，影响了结构工程师的使用效果，此外，由于BIM技术缺少了平面表示法这一环节其与国内所要的施工图文档的报审和备案要求相悖。
BIM技术是一种三维立体建模技术，通过应用BIM技术能够有效地解决CAD二维平面设计过程中所存在的一些弊端。为做好BIM技术在建设结构设计中的应用需要结合BIM技术在建筑结构中所存在的问题进行分析并采取一定的措施对其加以优化，保障BIM技术在建筑结构设计中取得良好的应用效果。
三、在建筑结构设计中对BIM技术的应用
（一）在建筑场地和结构分析中的应用
就建筑结构设计工作来说，具有一定的系统性和科学性，在设计内容中需要合理化的构建建筑主体部分，同时也需要分析和研究与建筑工程相关的水文、地质等条件。将BIM技术应用在建筑结构设计当中，就能够在客观的环境因素下将建筑结构主体用数字化的形式表现出来。通过结合GIS技术，就能够对整个建筑工程场地的实际情况深入、全面的模拟出来，并合理的预测和判断建筑体系结构和结构选型，保证建筑施工区域的合理性和准确性，确保建筑结构能够与当地气候、水文、地质等多种环境因素之间相符合，进而保证整个工程施工的安全性和稳定性。
（二）在建筑结构性能分析中的应用
建筑结构设计并不是简单地选择和组合具体结构构件，还需要注重整个结构整体的应力表现，保证建筑结构即使在某种振动、竖向或水平荷载下都能够比较稳定。通过对BIM技术的使用，在建筑结构设计中就能够全面的模拟和分析出结构设计方案，并构建出相应的一体化数字模型；然后通过内置软件来全面的分析建筑结构的性能，通过导入各项数据，得出在现实环境中建筑结构的实际情况[3]。在结构分析的过程中，就能够发现在设计过程中存在的缺陷和不足，以便及时的优化和纠正，保证整体的设计质量。
（三）在建筑结构协同中的应用
通过应用BIM技术，设计人员能够共同完成建筑工程设计绘图，各项信息数据相互之间实现了汇总和交流，进而有效的提高建筑结构设计的高效性和协调性。所有的建筑结构设计数据都能够在BIM模型中共享和交流，其主要表现在两个方面：一方面是中间的数据文件充当连接因素，即使是不同设计软件中的信息和数据也能够实现该共享；另一方面是构建中性数据库，不同专业之间也能够实现数据的共享和传递，有机的结合建筑结构设计中包含的装饰、土建、水暖等多项内容。所有的信息数据都能够集中到一个处理平台上，并能够规范的处理所有数据信息，进而有效的实现信息交流。
（四）BIM技术在结构施工图设计中的应用
BIM技术的应用是建立在BIM模型的基础上的，利用BIM完成对于建筑项目的建模：建立新项目-轴网建立-楼层标高设定-结构柱-混凝土梁-混凝土楼板-基础。以某三层别墅的BIM建模为例，别墅整体采用混凝土框架结构，基础采用柱下独立基础，借助于BIM技术可以方便地完成结构主体的建模与结构分析以及各专业之间的协调。此别墅的BIM建模采用平法表示，通过共享参数标注族和自己制作的标签族，实现结构的全过程平法表示。在对此别墅进行建模的过程中首先按照建模步骤完成别墅所需基础、梁、板、柱等构件，并借助参数共享与标签族绘制平法施工图的方式完成相关制作，结构设计师需要结合自身习惯完成相关构件的构建，在制作构件时需要结合平法施工图规范图集制作合适的文件，完成别墅模型的建立。通过建立共享参数与标签族可以方便建筑结构图构件信息参数的共享，在一处信息改变后其他位置的信息都将跟着改变，保证了BIM中参数的一致性。完成了对于BIM结构模型和族文件的编制后，可以从BIM结构软件中设计出梁板柱和相关详图的平法施工图表示，其所显示出的图纸与用CAD所表示的图形相一致。
结束语：
本文在分析BIM技术特点的基础上对其在结构设计中的应用进行分析介绍，对于BIM与结构施工图之间的关系，尤其是平法表示和实体钢筋表示两者之间的区别和联系进行分析和说明，BIM平法与传统平法在表示上存在一定的差异，在应用时需要引起足够的注意。在建筑结构设计中应用BIM技术，设计工作的效率和质量都能够得到有效提升，同时在降低成本投入和提高经济效益以及环境效益的过程中也具有积极的促进作用。
参考文献：
[1]徐正,宋建标.简述BIM技术在建筑结构设计中的运用[J].建材与装饰,2018,000(026):78-79.
[2]彭宝莹,杨志杰,李娜.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥,2015,000(005):197-197.
[3]潘平.BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究[D].华中科技大学,2013.