吴缇
北京中航油工程建设有限公司 北京 100012
摘要：在当前的建筑设计行业领域，BIM的产品正在伴随着BIM技术的发展不断地完善，在建筑设计中的应用优势也更加的突出。在实际工作应用过程中，BIM技术可以实现不同专业、不同部门和不同设计人员之间的数据信息共享，同时借助信息技术的支持，将建筑设计以直观化的形态展示出来，便于设计人员以及施工单位更加直观地对建筑结构细节问题进行分析，从而达到提升建筑结构设计和施工质量的目的。本文主要分析BIM技术在建筑结构设计中的应用
关键词：BIM技术；结构设计；应用分析
引言
在传统的建筑结构设计中，设计师们无法直接看到立体模型，不能及时发现建筑结构中的问题，导致建筑过程中出现纰漏，增加建筑成本的同时也会影响建筑质量。
1、BIM技术概述
建筑信息模型简称BIM，该技术是以现代信息技术为基础发展起来的的软件性工具。其主要通过可视化、协调性、模拟性等优势，收集、处理建筑结构中的信息。以计算机为搭载桥梁，将设计图纸上的模型转变成三维模型，并通过分析三维模型中的数据，进行参数设计。BIM技术的优势在于建筑设计人员可以通过三维模型检验设计图纸的可行性，寻找纰漏，对数据进行基础调整，最大程度排除建筑的安全隐患，避免出现返工情况。BIM技术为建设工程提供技术性支持，推动工程有序开展。
2、建筑结构设计中BIM技术的作用
2.1建筑结构设计智能化
在建设项目管理过程中，建筑结构设计属于极其重要的工作内容，其与建筑工程的整体呈现效果及施工进度都具密切相关。将BIM技术的应用到建筑结构设计环节中，可以利用3D工程模型展现抽象复杂的设计图纸，同时可以生成某个建筑项目中各个建筑之间的不同数据的比例。如果建筑结构设计图纸存在不合理的部分，BIM技术可以在保持原有的设计基础上，对相关数据进行自动的调整，有效减少人工的繁琐计算的工作内容，从而避免出现计算失误的现象。
2.2建筑结构设计可视化
在建筑结构设计中BIM技术应用价值为将图纸中难以想象的建筑结构可视化，确保通过可视化对建筑设计的4D升级版进行展示，而且BIM技术通过参数设计，可以模拟真实的施工现场，进而使建筑结构设计的合理性得到增加。传统的建筑结构设计都是利用手动映射的计算方法，虽然手动映射的计算方法具有较强的合理性，但是手动技术会存在一定的误差，而在建筑结构设计中应用BIM技术，不需要人工操作，只需要通过使用计算机技术，就可以对建筑设计师的设计思路进行准确地展示。与此同时，BIM技术的数据自动台账功能能够完善图纸结构设计，不断优化建筑结构设计，同时其还可以评估建筑材料的节能程度，以便在建筑施工过程中贯彻落实可持续发展理念。
2.3模拟性
BIM技术在建筑结构设计中，不仅可以模拟单一的建筑，还可以模拟特殊事物与条件。BIM技术能结合特殊要素，进行模拟实验，包括节能模拟实验、紧急疏散人群模拟实验等。对外招投标时，采用4D模拟形式进行分析，渲染效果更为精准，通过直观的宣传方式向业主展示，更能提高业主满意度，以提高项目中标机率。
3、BIM技术在建筑结构设计中的实际应用
3.1BIM建模
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。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。
3.2建筑结构性能分析中
BIM技术的应用在对建筑结构性能进行分析与改进时，可以利用特定的结构元件，而在应用BIM技术时，会严格要求建筑物的平面设计，不仅需要保证结构性能的有效性，同时需要做到隐式设计。在对建筑结构性能进行分析时，BIM技术可以将部分结构设计转变为数字模型，并验证建筑结构设计的稳定性，例如地下室的建筑结构性能设计，不仅需要考虑地下管道的布置，还需要考虑建筑材料的充分使用。因此，在建筑设计人员进行建筑结构设计之前，通过BIM技术的相关参数，对模拟地下室环境进行设置，同时对设计路线进行自动规划，能够对传统建筑结构设计的优化过程进行缩减。如果在执行项目的过程中出现比例问题或者质量问题，BIM技术可以通过启动紧急修复功能，并对需要修复的参数，以及修复之后的成果进行展示。
3.3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。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。
3.4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。
3.5BIM技术在施工现场的应用
将BIM技术充分应用到建筑项目的施工现场中，能够有效地提高施工现场的管理效率。具体来说，BIM技术的应用能够形成更加科学、合理的建筑结构设计模型，体现出地理信息技术的特点，将施工区域中的地质环境和环境情况进行良好的展示，并提高相关人员对施工现场环境的了解，针对性地对具体的施工设计方案进行修改和调整，保证施工方案的有效性，使其能够更好地满足建筑结构的施工质量要求，促进建筑施工现场的管理效率的提高。
结束语
综上所述，当前建筑行业普遍引进BIM技术，旨在通过此技术提高建筑工程整体效率与质量，优化设计水平，降低建筑工程建设成本，减少返工情况。
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