赵娜
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摘要：近年来，随着我国城市化建设步伐的加快，建筑工程项目逐渐增多，在建筑工程项目施工过程中，建筑结构设计的合理性和科学性直接关系着整个建筑工程的质量和安全性能。随着现代化技术水平的不断发展和应用普及，BIM作为一种现代化的手段开始在建筑设计中应用普及开来，并取得了很好的应用效果。基于此，文章将对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行分析。
关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用
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。在建筑结构设计中充分利用BIM技术，可以保证建筑设计更具科学性、可行性。
1BIM技术的概念
BIM虚拟技术指的是使用图像和3D模型动态显示原始建筑的技术。在BIM设计过程中，将设计参数、属性等相关因素联系在一起，并将信息内置到计算机系统中以构建三维可视化模型。无论是在地下管线网络还是摩天大楼，均可通过BIM模型进行虚拟显示，从而实现与实际场景完全一致的精度。此外，从最初的设计阶段、施工阶段到最终的拆除和重建，都可使用BIM虚拟技术存储该阶段的数据。BIM虚拟技术的应用已逐步获得发展，不仅用于建筑项目，也用于一些基础项目，如道路建设、桥梁工程以及城市污水处理系统、市政排水等方面。
2建筑结构设计中BIM技术的应用作用
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建筑工程设计协调性
在建筑施工过程中，传统的交流方式都是使用图纸或者相关文件，这种交流方式仅仅是个人之间或者一部分人之间的交流，其很难共享资源与数据，同时会因信息阻隔的原因，从而出现建筑结构设计中存在的问题被延期解决，甚至不被解决的现象。在建筑结构设计中应用BIM技术，能够有效的解决上述问题。BIM技术可以根据计算机的数据终端，在各个部门之间对数据库及相关数据进行创建。这样既可以达到部门之间数据共享的目的，为部门之间提供沟通交流的机会，也可通过对相关数据的建立，更加有利于各部门之间遵循工作原则，从而增加建筑工程设计的协调性。
2.3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。
3BIM技术在建筑结构设计中的应用
3.1BIM建模
第一，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。第二，BIM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。
3.2建筑结构方案设计应用
设计建筑结构时，应充分利用BIM技术中建构的模型，预估建筑造价成本，分析其中利弊。这种做法有利于工程建设初期制定设计方案，避免后期施工出现问题而返工，减少建筑投资在资源和资金上的浪费。例如，设计某面积为4000m2的公共建筑时，应绘制建筑的立面结构后，再计算工程造价。如果在设计过程中发现预算超出范围，应利用BIM技术对建筑结构进行局部调整，把重钢结构更换为轻钢结构，调整建筑面积，缩减无用空间，进而优化设计方案。
3.3主体结构受力复核
复杂的建筑结构对建筑结构设计技术要求更高，尤其是建筑结构中的主体结构受力复核方面。以某高层建筑为例，要将两栋塔楼连成一个整体，在塔楼间采取高区位、中区位与低区位进行三道楼体连接，其中高区连体部分一共四层，最高点与地面间距离175m，中区位置连体四层，最高点与地面间距离125m。因楼体高度不符合标准，很难进行施工。此时应用BIM技术，降低了三道连体的施工项目难度，进而使工程顺利开展。BIM技术能专业模拟工程建设中的起吊过程，先对高区进行模拟，尔后模拟下2层位置，采用塔式起重机安装上2层。模拟中区时，先在地面初步拼接，拼接完成再进行起吊工作。确定以上所有方案后，利用BIM技术全面统计起吊点荷载，分析统计的数据结构，确保无误再向设计院提交，BIM技术的运用为主体结构受力复核提供了一定支持与参考数据。
3.4建筑场地分析
建筑结构设计的合理性影响着建筑的安全性与稳定性。利用BIM技术对建筑工程周围场地进行全面分析可以优化建筑结构设计方案，提高设计水平，既保证建筑结构质量符合标准，又确保建筑工程周围环境与地质不被破坏。
3.5建筑结构性能分析
建筑结构布局的合理性，将影响其抗震性能。如果设计师缺乏对抗震性能分析的意识，缺少人力、物力的投入，将会影响建筑的质量与安全性能。设计过程可合理应用BIM技术，对建筑结构进行虚拟施工，将施工计划与实际进展进行对比，及时发现项目施工期间可能会遇到的问题，更清晰地了解项目总体建设信息，进而有针对性的调整各项建筑信息设计内容，优化现有建筑结构设计方案。
结束语
在建筑工程的结构设计过程中应用BIM技术对于提升整体设计质量有着重要的促进作用。就当前我国建筑工程设计应用情况分析，BIM仍旧有很大的提升和创新空间。相关设计人员要在传统设计经验的基础上，加强融合BIM技术应用的实践，充分发挥BIM技术的应用优势，促使我国建筑设计水平再上新的台阶。
参考文献
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[3]李广龙，建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析[J].工程建设与设计,2020(15):139-140.