王小军
湖北省建筑设计院有限公司 湖北武汉 430000
摘要：BIM技术全称是建筑信息模型构建,其作用是将实际施工过程以及可能在施工过程中出现的问题进行数字化模型的构建,以完整、清晰的方式将工程建筑的各个阶段以数字的形式模拟出来,方便工程人员核验设施方案,以及检验在工程建筑各个阶段可能出现的问题,并针对展示出的问题提出相对应的解决方案,以保证工程施工的整体质量,是近年来在建筑结构设计中最常用的技术之一。
关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用实践
1BIM技术的主要特点
1.1信息集成化
BIM技术在建筑工程中的有效应用能够对建筑材料以及建筑结构的实际尺寸、结构、数量、大小等具体的数据进行集成化处理，这种信息集成化的特点，有效地减少了建筑施工图纸在设计方面的流程和操作步骤。通过3D建模来将建筑项目中的几何模型紧密地建立起来，提高了传统图纸和虚拟模型之间的联系，帮助相关人员更好地对建筑结构产生了解。
1.2信息传递性
BIM技术在建筑工程项目中的应用能够有效地整合相关的数据信息，通过建模来使各项数据之间的传递有效进行，并使传统的建筑结构设计过程中存在的一些问题都能够得到有效的解决，实现数据的自动化转换和传递。在具体利用过程中，减少了工作人员的工作量，并减少了人员工作方面存在的一些误差，有效地提高了工作效率，这种可传递性实现了建筑结构设计工作的有效开展，体现出了良好的效果。
1.3工作人员的协调性
在BIM技术应用到建筑结构设计过程中，能够让相关人员对建筑设计过程中的一些具体要求和内容进行有效的沟通，帮助人们更好地结合数据来加强对于建筑结构的理解。通过3D模型的展示，使设计出的建筑效果更加直观和形象，让施工人员以及管理人员能够更好地理解设计人员的设计理念，从而提高各个施工部门之间的合作性。帮助简化施工步骤，从而有效地提高建筑的工程施工效率。
2建筑结构设计中BIM的应用
以某城市博物馆建设为例，该项目建设目的是加强人与自然的联系，落实低碳环保理念，实现人与自然的和谐相处。睡莲博物馆是由不同弧度的曲面片墙组合而成的，以期凸显建筑内敛、沉静之气。通过BIM技术的应用，加强了各结构参数的准确性，为凸显建设主体，打造绿色环保低碳建筑奠定了坚实基础。
2.1BIM建模
2.1.1基于IFC标准的BIM模型构建
BIM技术应用于结构模型时，应对计算、作图以及工程造价等多种问题进行分析。基于IFC标准格式的背景下，解决结构模型中的问题，IFC具有很多优势，有利于BIM结构模型中对最小结构单元的几何尺寸以及组织形式进行定义，还能为结构模型建立出模型所需要的材料族库。
以砖墙为例，IFC设定标准的建筑模型，其基础主要组成结构是砖块，包括构建出砖块的几何尺寸、物理能力以及空心等信息。通过利用构建出的材料与实体相互关联，实现建筑墙体与墙体所需材料之间的关联。
2.1.2BIM结构模型的构建
材料族库建立后，BIM技术可以将材料模型与建筑结构中构建出的模型相关联，例如，建筑结构中的梁、柱、板和楼梯。设计建筑墙体结构中的构件部分时，应先定义好建筑的实体性质再进行关联，以体现建筑中每个楼层与实体之间存在的关联，进而通过空间结构关联实体，更直观地展现墙体实体与各楼层实体之间的联系。
2.1.3关联性结构模型的构建
工作人员在设计过程中应充分考虑结构中构件之间相关联的因素，通过BIM技术建立建筑模型，分析建筑之间存在哪些关联性。通常有两种形式，一种是对称性，另一种是非对称性。
建筑模型中的非对称性主要体现在两个建筑之间存在主要、次要的关系。如果要修改建筑实体，应保证建筑实体本质不发生变化。针对墙体与洞口之间的关联性，洞口存在于建筑墙体中，如果在结构模型中删除墙体，洞口会随墙体消失而消失，如果在建筑模型中单一地删除洞口，墙体依然不变。
2.2BIM技术实现了设计方案的虚拟施工
在传统的建筑结构设计方案中,工程施工可能出现的问题只能在实际施工过程中才可以发现,一旦出现重大的结构问题,将会影响整体的施工进度以及施工质量,造成资源的大量浪费,而使用BIM技术的建筑结构施工实际,可以实现虚拟施工,顾名思义,就是在实际施工前,通过计算机建模技术,将设计方案在计算机中进行百分百同步虚拟建设,在建设的过程中完全参照设计方案的数据,将会第一时间发现施工过程中出现的结构问题,并及时进行方案的调整与改进,极大地降低了工程施工的建设风险,同时也保障了建筑结构施工的整体质量,有利于我国建筑行业的长远发展。
2.3可视化设计
在项目模型建成后，将其导入到可视化软件中，以实现模型的立体化构建，还原模型真实场景，使工作人员直观了解项目的内外观设计情况，并进行相关意见的交流，科学优化项目模型。
2.4协同设计
BIM中的协作设计主要分为两种模式，一是使用链接文件实现模型整合；二是利用REVIT的协同功能满足协同设计要求。本工程项目采用了链接文件模式将不同设计模型整合起来。在本项目中构建的模型种类主要有：一层给排水模型和暖通模型、二层给排水模型、暖通模型、幕墙系统模型、墙门窗模型、场地模型以及结构模型，通过不同设计师的设计,产生各部分的模型文件,然后通过链接的方式组合到一个模型中。
BIM的协同设计解决了传统建筑设计中存在的各类问题，加强了模型之间的连接效果，为结构设计内容变更及优化提供了技术支持。例如，在结构柱尺寸修改上，结构设计人员只需要对结构柱的相关参数予以更改，就可完成模型及相关参数的修改和更新工作，保证了结构设计质量，减少了后续工程建设中问题的产生。
另外，BIM也为各部门构建了良好协作平台，实现了施工质量、进度等的有效控制。协同设计不仅改变了结构设计人员、施工技术人员传统的工作协调模式,而且业主、政府政务部门、制造商、施工企业都可以基于同一个带有三维参数的建筑模型协同工作。
2.5碰撞检查
本项目的碰撞检查中，可直接将模型导入到NAVISWORKS软件中，即可通过软件自带功能及漫游功能来满足碰撞检查要求，加强图纸及方案设计的合理性。碰撞检查并不针对全部施工内容，其需要通过对检测结果的有效筛选，找出真正需要碰撞检测的位置，然后实行科学试验，确保工程建设质量。例如，管线的碰撞检测。利用BIM技术将管线设计内容导入到软件系统中，通过软件的自动化处理得出准确的检测结果，了解管道布设情况，并及时对其中存在的矛盾和冲突予以管控，从而避免实际施工中设计变更问题的出现，维护工程建设成本。
结论
总体来说，我国在BIM技术的应用方面已经体现出了良好的效果，但是在实际中仍然存在较大的发展空间，需要相关的专业人员来对其应用进行不断的优化及分析，提高BIM技术在施工建筑结构设计中的应用水平，进一步促进建筑企业的良好发展。
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