杨德辉
广西荣泰建筑设计有限责任公司 广西柳州 545001
摘要：随着科技的迅速发展，计算机信息技术也逐渐深入到人类生活的各个层面。纵观整个历史长河，有人类的地方就有建筑。而土木工程作为一个十分古老的学科，在发展的过程中也引用了许多先进的计算机信息技术，并应用在实际工程项目中。由于人们对于居住水平标准的不断提升，土木工程的规模也随之不断扩大。传统的设计软件因其二维模型无法直观表达建筑物整体形象、设计人员协同效率低和设计时间长等因素，已经无法满足如今高强度、高节奏的工程周期。而近几年兴起的BIM技术作为一种新型的设计工具，可以弥补传统设计技术存在的不足，能够更好地帮助专业人员精确地设计建筑物外观和结构的三维模型。它不仅满足了业主越来越苛刻的要求，而且为承包商、建设单位、施工单位等带来最大的经济利益。BIM技术已经逐渐成为国内建筑行业发展的内在驱动力，具有关键的现实意义。
关键词：BIM技术；土木工程结构设计；应用?
1BIM技术的特点
1.1建筑模型的可视性
所谓可视性即呈现给观看者视觉上的画面，以往的设计技术无法达到给设计者和业主直观视觉上冲击的效果，AutoCAD、PKPM和天正建筑生成的平面图、立面图、剖面图、结构配筋图等都是二维的平面图纸，要人们发挥足够的想象才能在脑海里构造出最终的模型。它们即便有3D模拟的功能，展示的也都是线条状图形，无法观测到建筑物的实际情况，只能等工程竣工后才能看到。然而使用BIM技术可以提前通过对建筑物的三维建模、实际效果渲染以及动画形式表达等功能，生动形象地表现出其状态。
1.2不同工种的协调一致性
一个工程往往要被细分为多个方面，由不同项目的专业人员进行单独设计，再后期整合到一起。一个项目涉及到的专业跨度很广，每个专业的设计人员都会设计出各自的图纸，工程量大并且方案杂乱，各个部门沟通存在很大的障碍，造成最终方案一度无法协商一致，漏洞百出，并可能导致工期延长，造成不必要的经济损失。而BIM技术令不同专业基于同一个三维模型进行设计，省去了沟通整合的时间，让各个专业分工协作的效率达到最大化，避免沟通交流不及时造成的数据丢失，从而提高建筑物的整体质量。
1.3各模型之间的关联性
在BIM中，建筑物和结构的模型是有不同维度的，它们之间相当于一个整体，互相关联。我们可以通过建立的模型得到一切与之有关的对象，基于原模型的数据库，当设计者对建筑物其中一个部分进行更改，那么其他相关联的部分和最终的模拟结果也都将动态地随之改变，所有共用数据库的设计人员得到的信息也都将被更新。这个功能极大程度地减轻了设计人员的工作量，也方便了他们对于方案的分析改善。
2BIM技术在土木工程结构设计中的应用优势
2.1利用BIM技术创造信息库，建立三维立体模型
BIM技术最显著的应用就是专业人士可以依据建筑物的实际情况，输入建筑物相关参数，创造一个包括结构构件的详细信息以及构件外事物状态情况的信息库，从而建立一个与工程实际情况一致的三维立体模型。根据这个模型，设计人员可以形象、直观地看到建筑的优缺点，并直接根据模型进行修正，使其满足工程的规划建设要求。BIM技术还可以直接在模型上显示出不同部分组装材料的颜色价格以及各位置的关联，这个功能带给了设计者以及业主良好的体验。未来人们再也不用面对刻板的户型平面图进行想象，而可以直接使用BIM技术提前参观建筑物，仿佛置身于实际的楼内。此外，BIM强大的模拟功能还能灵活运用于发生地震火灾等紧急事件时，模拟居民疏散逃离以及救灾人员的行动路线，从而在设计阶段就能对原有的方案进行修改，保障建筑物的安全性能与可靠性能。
2.2贯穿于整个建筑生命周期中
在一个建筑生命周期中，前期对于建筑物场地的选择、工程整体规模、项目特点、使用功能、人力材料资源的分配、工程造价预算等要求，中期阶段对于方案的布置、结构选型、图纸设计、模型建立、材料的计算与选择、排水管道电力等资源的分配与安排、安全可靠性能测试等要求，后期运营阶段对于模型的展示、业主的验收等要求，BIM技术都可以对其进行数据支撑。它可以通过对土地的分区来提高场地的使用率，还可以协助不同专业的工作人员科学严谨地设计出质量高的建筑物，更可以对三维模型进行实际模拟，排除一切不安全因素，提高了结构的稳定性。在BIM技术的支持下，只要信息库中的数据都真实并且完整，那么它就使不同阶段省去了复杂的交接沟通时间，实现了整个建筑生命周期不同阶段数据的传输和共享。
2.3有效控制生命周期内的经济成本
BIM技术的强大与便捷不止体现在设计施工建模等方面，管理者还可以利用BIM的5D模拟功能对整个工期的资金进行操控。当设计人员完成建筑物的三维模型后，就要利用BIM技术对施工过程中要用到的总体材料进行类型和量的选择，它可以直接将所有的材料信息归纳在一起，包括名称、使用数量、价格等，并给出工期中材料的分配方案。BIM的信息库同样实时更新工程的资金消耗用量，不必像以往使用大量的人力、物力来计算经济状态，既保证了进程的合理，又避免了计算不精细导致的资源浪费。
2.4实际工程施工的有序进行
在传统的工程设计软件中，建筑物最终呈现的效果图虽然大体完整，可一些细节处的部位仍然存在问题。这些问题在设计阶段可能没有什么大的影响，但是在施工阶段，工人师傅们在根据图纸进行施工作业时，往往会发现一些构件或者部位与实际不符的情况，例如排水管道、供暖部件以及电力设施等之间可能会形成冲撞，这不仅令设计者需要重新讨论新方案并修改图纸，还有可能造成建筑物的安全隐患。而BIM技术可以把从大到小的一切部件都详细地展示出来，如果有部位之间形成了冲撞，工作人员在设计阶段就可以进行修改更正，保证了下一步施工的顺利进行。
2.5复杂建筑的设计
传统设计软件设计出来的建筑物结构大多数都比较相似单一，没有创新。但是随着社会的发展，人们对建筑物的外观也有了进一步的要求。BIM技术可以把以往优秀复杂的设计建筑信息以及见多识广工程师们的数据经验，存储在自己的模型数据库内，通过3D效果呈现出来，并数据传输共享给其他的建筑设计师们。这使得国内的建筑将富有更多的形态与表现力，整个建筑行业即将进入创新的热潮中。
2.6低碳环保设计
生态环境已经遭到了巨大的破坏，整个建筑行业也大力推行绿色设计施工的方案。传统的技术由于其局限性，无法使材料得到最大程度的利用，从而造成材料的浪费。BIM技术可以具体展现不同部位材料的使用情况，令设计人员可以结合造价预算等条件对整个方案进行科学、低碳以及环保的设计。例如:①它可以模拟建筑物实际光照和通风条件，从而确定结构的最优选型方案，避免因为房子的采光不足、通风效果不好等因素而需要使用照明系统、空调等电器，与绿色环保的理念出现冲突;②BIM技术还可以在一定条件下模拟出建筑物的耗能情况，并在信息库中给出相似的方案对比，让设计者对围护构件的设计进行调整，从而提高它的热工性能。
综上所述，BIM技术作为一种新兴起的计算机软件，它的应用是助力我国建筑行业高速发展的燃料。在工程建设中，传统的计算机技术并不能像BIM这样从方案的提出到工程竣工乃至业主查收全过程都可以得到使用的。它的出现证明了大数据时代信息技术的必要性和优势，实现了数据的传输与共享，有效地为设计人员发现并避除一切不恰当的因素，为承包商、建设单位等带来最大的经济利益。
参考文献:
［1］李鹏举．浅谈BIM技术及其应用前景［J］．智能城市，2020，6(1):19－20．
［2］江晓．BIM技术在土木工程结构设计中的优势及应用探析［J］．建材与装饰，2019，15(36):139．