高金泽
天津中圣建筑工程咨询有限公司
摘要：建筑结构设计下BIM技术的应用是建筑设计信息化发展的一种体现，BIM技术具有加强的信息化、模拟化、可视化等优势，能够实现设计统一、协同效果。文章主要对建筑结构设计下BIM技术应用特点进行分析，并探讨BIM技术的具体应用。
关键词：BIM技术；建筑结构；结构设计；建筑设计
引言
伴随着我国社会形态的转变，建筑行业的发展实现了从传统粗放式到精细化的转型。为了顺应建筑业发展要求，建筑结构设计也从传统二维朝向多维化方向进行转变。其中BIM技术的提出与应用有力推动了建筑结构设计的可视化、参数化与协同化发展。针对BIM技术在高层建筑结构设计中的应用对BIM技术的推广以及高层建筑结构设计有着重要的现实意义。
1BIM技术的内涵
BIM技术指代建筑信息管理应用，也就是利用现代化的科学技术方式建立起完整的可视化模型，对应具体的集合数值，将建筑结构的设计形式具体化地展现出来，并将其充分的应用于建筑结构设计工作内，帮助设计人员更加充分、完整的整合建筑物的相关信息，使之能够作用于施工效率提升，并且可以有效地降低设计的难度。BIM技术与传统的建筑结构设计技术有所不同，是从平面设计的形式转变为立体设计的形式，可使人们从整体的角度清晰的考虑到建筑设计的结构框架。将BIM技术应用于建筑设计中，能够有效地减少设计时间，保障建筑工程施工的质量与安全。
2BIM技术的技术作用
2.1设计图纸的修正
在建筑结构设计环节中，BIM技术的运用，可通过运用信息与建筑各专业图纸的优化模型，进一步调整改进设计图纸相关内容。如此一来，结构设计者在设计期间，如若对某项结构不满意，可依照图纸直接将需要修正的部分找出，及时改进优化。相较于传统设计方式，这不但节约出许多设计时间，还能提高其设计效率，使建筑结构设计更加完整、高效。
2.2设计优化
建筑工程项目的建设过程，就是一个基于BIM技术所进行的协同、调整及完善就是持续优化的过程。BIM技术的优化性主要体现在项目方案优化以及设计方案优化。其中项目方案优化是项目在施工前，利用模拟其过程从而发现方案的缺陷与不足并进行弥补，以求设计出更为合理的方案。该方案不仅能达到建筑工程建设目标，还可以保证工程质量、缩短建设周期、减少建设投入。而设计方案优化则主要是针对项目的关键结构进行施工工艺、施工技术的优化。如高层建筑中常见的外墙围护——建筑幕墙，在施工过程中要严格按照相关技术规范进行，否则不仅会导致外观无法达到预期效果，还会影响施工质量与进度。BIM技术的运用则为优化设计提供了解决方案。针对高层建筑建设中施工难度较大的部分，可以利用BIM技术进行各类施工方案比较，以保证方案妥善完成，且减少施工周期、降低工程造价。
2.3建筑结构设计一体化功能
以BIM技术为基础构建的建筑工程结构模型能够将建筑工程的外观特征以直观的形式展现出来，同时在信息化技术的支持下能够详细、具体地展现出工程中的光源、热能传导以及相关材质信息属性等内容，为设计人员和施工人员全面科学地掌握建筑工程综合信息提供很大的便捷。在BIM技术下构建的建筑模型可以利用系统从各个较多科学地评估建筑设计的安全性，同时能够综合性地评价建筑的舒适性、光源、节能等情况，从而实现优化建筑结构设计的效果。此外，BIM技术中包含CAD设计的基础功能，能够通过渲染将建筑模型整体的过程进行渲染并且利用设计系统对建筑结构设计图、计算、整体渲染进行一体化分析处理。
2.4三维效果图
将BIM技术应用于建筑结构的设计工作中，可以在信息化设备中体现出三维效果，三维技术属于BIM技术内容中的一部分，能够对建筑结构的模型进行立体展现，设计人员可以通过对建筑模型所呈现的立体效果来详细了解模型的各个方面情况，如建筑物的管道、电路部分施工等，并根据虚拟模型呈现出的施工效果认真分析其中的方法，寻求有效地解决方案，促使施工方案的合理化，便于现代建筑企业提升施工效率，而设计人员也可以根据三维效果图来完善施工设计图纸，取得更好地施工效果。
3建筑结构设计中BIM技术的应用
3.1参数化设计
传统建筑结构设计过程中由于设计软件功能的缺陷，导致施工图设计工作内容较为繁杂，需要设计人员消耗大量的时间、精力用于施工图的绘制。BIM技术中的参数化设计功能得以改善这一情况。基于BIM技术的模型涵盖了不同参数汇总下的三维实体模型以及相关数据，每个结构单元的情况都十分全面。BIM技术中的“族”汇总了绝大多数二维设计中常用的，且具有重复性的结构构件。“族”中的参数信息涵盖了结构构件中的全部特点以及构件间的相互关系，可以再计算机中实现构件模型与真实构件的对应，且结构设计中的相关数据信息均以参数格式存储在BIM的数据库中。参数化设计中的修改功能可以使得设计人员在调整数据、文字的过程中BIM的数据库都会随之变化，实时反映在BIM模型中，与其相关的构建参数也会相应变动。基于BIM技术下的参数化设计能够实现联动修改，弥补了传统二维结构设计中需要手动更改其他构建的缺陷，显著减少了结构设计的工作量，提高了设计工作的质量。
3.2可视化设计
传统建筑结构进行设计过程中，大都采用CAD技术，形成设计图纸，并将其发给施工方，然后施工方依据图纸内容施工。因结构进行设计工作存在着较多的复杂性，设计都需要全面分析构件，再详细展示出信息。而CAD技术不能对构件细节全面进行展示出来，并影响到结构设计的有效性。而BIM技术的应用，能够构建三维立体模型。将建筑结构中的各构件位置进行展示，设计人员便能够直观的对构件进行分析，对未满足要求的构件进行完善。三维模型生成以后，设计就能够对结构科学规划。BIM技术的可视化功能，能够实现对建筑结构的动态化分析，以得到最优方案。
3.3钢结构建模的运用
建筑工程多以钢结构为主，设计人员可以结合钢结构的建筑需求进行建模，在建模的过程中要注重器件方面的连接问题，由于钢结构的连接包括梁柱连接及梁梁铰接等，所以在施工图纸的设计中，设计人员要与技术人员做好沟通，充分考虑梁的高度因素，使连接部分能够符合施工的具体要求，并且可以在图纸上充分地展现出来连接的形态。在此过程中应用BIM技术能够将参数信息更加准确地表达出来，如螺栓数量的多少及螺栓之间的距离等，可以根据BIM技术所建模的效果图进行修正，设计各类连接件的施工流程、设计人员需要对建筑结构的施工流程具备基本的技术认知，之后了解其流程的施工方法，并在BIM虚拟模型中利用加强件进行定位即可完成钢结构建模的工作任务。
3.4集成化的运用
在建筑结构优化设计期间，利用BIM技术，关于信息集成化的建设，不但可使各种信息描述愈发合理有效，也可对同类信息加以整合，利用参数化，将建筑工程中的模型展现出来，使其在建筑结构设计过程中，BIM技术手段可结合各种数据信息，构建完善的内部信息集成化模型，减轻建筑结构设计工作人员的任务量。除此之外，BIM技术的运用，还可对集成信息展开有效分析，对建筑工程模型的运用，提供相应的参考依据，减少建筑设计中的操作失误。
结语
综上所述，将BIM技术应用于建筑工程结构设计当中能够实现设计方案质量的优化。分析当前我国建筑工程设计应用情况可知，BIM技术的提升空间和创新空间较大，应用BIM技术能够实现可视化、参数化、集成化等多方面的设计效果，对此还需要重视BIM技术的应用，发挥BIM技术优势，从而提高建筑结构设计水平。
参考文献
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