侯蓉
湖北省建筑科学研究设计院股份有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：随着社会的发展，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。借助BIM技术的应用，建筑结构设计过程不仅可以实现数据的共享，同时可以借助可视化的数字模型，实现对建筑结构的模拟分析，对于建筑结构设计水平的提升起到了重要的促进作用。
关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用
前言：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。
1BIM技术的优势
1.1可视化
可以进行实体建模，完成建筑项目的三维实体模型，通过三维立体形式来展示实体建筑信息，突破了以往通过二维施工图纸去想象三维建筑实体的限制，使得建筑项目各部门或各专业之间在可视化的实体模型中进行沟通、讨论和决策。
1.2信息集成
通过形成整个建筑工程所有阶段的数据性文件，汇总建筑模型信息，例如几何信息、物理信息、空间结构信息、建筑材料构件信息、建筑材料数量及属性信息等，形成庞大的建筑模型，信息数据库形成庞大的建筑模型，信息数据库实现了建筑设计过程的集成化，信息的统一化。
1.3模拟性
通过BIM技术，设计人员可以对建筑模型处于不同条件环境下的状态进行模拟，例如进行建筑模型的放大、缩小、旋转，来进行多维的观察，再例如可以进行受力模拟、日照模拟、节能模拟、热传导模拟、施工进度模拟，来进行建筑的影响因素模拟与思考。
2建筑结构设计中BIM技术的具体应用
2.1建筑结构性能中应用 BIM 技术
建筑结构的性能主要有抗震的性能和牢固的性能，在施工中采用 BIM 技术，能够对不同部分进行结合，构建出一个较为完整的结构。建筑结构设计人员通过采用 BIM 模型中的数据对建筑结构性能进行剖析后，不仅能够提升检测的时效性，还能够降低人力和物力等产生的消耗。建筑结构的性能模拟主要是从可视度、风环境、日照等方面进行模拟。例如：利用 BIM 技术对室外风环境模拟过程中模拟建筑的合理使用情况，使得周边和居住区的人员免受施工影响，在提升人们居住舒适性的基础上，通过合理规划绿化和布景等，遏制可能发生的滞风现象和涡流等现象，又如：建筑物的环境噪音模拟过程中，建筑结构设计人员通过利用 BIM 技术模拟声环境，构建几何模型，对材质或者结构设计的方法等进行模拟操作后，能够对建筑的声学质量等进行测试，再根据测试的结果制定出合理的降低噪音的主要路径和方案等。由此可见，将 BIM 技术应用至建筑结构性能进行分析时，通过提出针对性的测试路径后，有效了解建筑物的建成状况等，使得绿色建筑得以推广和应用，使得建筑结构设计更加合理，进而对自然采光、通风或者保暖等进行有效改善，高效利用资源，使得建筑项目更具舒适性和具有环保的性。
2.2建筑结构协同中应用 BIM 技术
建筑项目在没有应用 BIM 技术之前，建筑结构设计过程中需要对开展的各项技术或者产生的信息等进行共享，但是由于信息不能得到同步发展，建筑结构设计过程中存在诸多矛盾和问题。而在广泛使用 BIM 技术之后，建筑结构协同的质量得到了明显地改善，建筑结构设计中产生的各项信息同步发展，信息和数据之间的联系越来越紧密。建筑结构设计方案中不仅有水暖或者土建等方面的数据，而且具有装饰装修等方面的数据，数据在传递过程中需要保持一致。例如：剪力墙结构设计过程中，通过采用 BIM 技术开展协同工作，需要对剪力墙结构的物理模型或者梁桩柱分析模型等内容进行考虑和兼顾，以此能够实现协同发展。第一，对结构参数等进行设置，并通过借助结构分析模型，实现多种设计数据传递过程中的一致性和同步性。这种方式能够有效提升建筑结构设计的可靠性。第二，BIM 技术中的数据具有可计量性，建筑结构协同工作时能够为其提供数据上的支持，建筑数据库中的一些基础数据施工管理部门也实现了数据的共享，使得数据传输变得更加准确和及时。例如：项目成本管理单位在对成本进行管控时具有可参考的数据，提升决策的准确性和可靠性。
2.3建筑结构模型的参数化应用
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。在 BIM 软件中，只需选择相应的构件族，设置其实例参数，然后根据轴网坐标将其放置到指定位置即可完成该建筑结构的 BIM 模型创建，后续再根据需要搭建主体 BIM 模型，提高设计工作的效率[2]。另外，BIM 技术的参数化功能还可提高设计工作的修改效率。参数化的 BIM模型，其信息均保存在软件数据库中，这一参数化的形式数据库，具有强大的参数修改功能，设计人员提出结构设计时的文字、符号的任何修改时，BIM 数据库都会随之改变，然后迅速地在 BIM 模型中表现出相应的变化，保证了 BIM 模型与相关参数数据的协调一致，通俗来说就是可进行联动修改提高设计修改的效率。???
2.4BIM 技术中的钢筋表达
钢筋表达指的是钢筋混凝土框架在BIM 建模中的三维虚拟表现，可以得到准确的钢筋尺寸与定位，可视化隐蔽工程，感受建筑结构的真实信息，进行混凝土钢筋的算量。但同时，当前建筑结构施工图均为平面图，以及受目前计算机硬件设备的限制，建筑结构模型钢筋的表达方式会有所不同。目前 BIM 技术中主要采用实体与详图表达钢筋以及平法注释表达钢筋两种方法。实体与详图表达钢筋可以对钢筋的信息进行三维立体表达，便于确定钢筋的位置、形式、尺寸，并且通过三维视图隐蔽阻挡钢筋的混凝土参数，对隐蔽部位的钢筋信息进行观察。但这种表达方式对电脑硬件要求十分高，比较占用施工图纸，设计工作量较大。而平法注释表达钢筋则是进行构件的钢筋信息赋值，使与构件形成一体，并通过注释进行提取和交换分析，其优点是可以在一张图纸上表达多个钢筋信息，图纸简洁，缺点则是需要进行三维效果想象，表达没有实体详图表达那么直接。两种表达各有优缺点，实际设计时可根据工程需要进行选择。说，就是可进行联动修改提高设计修改的效率。
结束语
城市化进程的加快推动了建筑行业的发展，结构设计作为建筑工程中一个十分重要的环节，对建筑物的质量和安全程度有着绝对性影响，而BIM技术的引入和应用是建筑结构设计的根本性改革，在确保建筑工程质量的同时，还能为设计人员提供新颖的结构设计方案，为此，设计人员需要加强对BIM技术的应用和研究。
参考文献：
[1]邓乾.浅谈BIM技术在建筑结构设计中的运用[J].江西建材，2017，06：52.
[2]李岩岩.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[J].建筑技术开发，2017，4405：15-16.
[3]王珊珊.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].居业，2017，03：62+64.
[4]王智鹏.BIM建筑结构设计过程的研究与实现[J].智能城市，2017，303：185+255.