建筑结构设计中BIM技术的应用探讨
温伟明
身份证号码：44010519810802xxxx
摘要：文章通过笔者的工作实践，简要地阐述了BIM技术的特征及其在建筑结构设计中的特点，并就建筑结构设计中BIM技术的应用进行了深入地分析，仅供读者参考。
关键词：建筑结构；BIM技术；协同设计；三维模型
随着城市经济的不断发展和城市人口的增多，为了解决城市居民工作与生活上的需求，政府加大了建筑项目的建设力度。而建筑作为城市设施建设项目中重要组成部分，具有施工周期长、工作量大、投资多、涉及面广等特点，因此，我们需提前做好建筑规划工作。近年来，在建筑工程结构设计过程中，引入了一些新的技术，如BIM技术的应用，不仅可以为人们能够提供相关信息，而且可以加强建设人员之间的协作，大大提高结构设计的工作效率，节约设计成本，提升工程的整体效益。本文通过笔者的工作实践，着重探讨了建筑结构设计中BIM技术的应用。
1 BIM技术概述
建筑数字模型（Building Information Modeling，简称为BIM）作为一种新兴的工程数字化设计方式，主要是通过对建筑信息模型进行虚拟来实现地铁工程设计、检测、管网控制等目标。目前来说，BIM技术涉及领域越来越广泛，在建筑工程设计、建造、维护管理等方面应用较多，且能够支持建筑工程的集成管理环境，通过采用BIM技术，不仅可以提高建筑工程设计质量和水平，而且能够降低工程设计中存在的风险，促进建筑行业的可持续性发展。
BIM技术有两个方面的特征。一是操作可视化。过去，在建筑结构设计中，设计人员只能通过传统的CAD技术，来交出相应的2D的图纸。而BIM技术的出现，则为图纸的可视化提供了一个极好的方向，使得项目设计、建造等方面的工作都可以在可视化的状态下进行，这对于降低成本、提高效率以及工程质量都有着很大的帮助。二是信息的协调性。在对建筑工程进行施工过程中，业主以及施工单位彼此间做好相应的协调配合工作时必不可少的。而此时BIM技术既可以在数据间建立好相应的关联性，使得在完成信息化建筑工程模型设计的工作后，一旦对模型中相关数据进行修改时，就能够在相关地方及时反映出来，从而减少不同 视图间的差异的出现，如此不但提高了工作效率，还使得工程质量得到了很好的保证。另外，BIM技术也可以在各个实体间，能够出现关联性显示与智能互动，从而保证好模型中的各个构件间都拥有极好的协调性。
2 基于BIM的建筑结构设计的特点
在整个建筑设计过程中，建筑结构设计是其中最为关键的一个阶段。但是传统模式下的CAD软件只能绘制出简单的片面模型，并不能很好的运用到后期的具体施工过程中。而基于BIM的建筑结构设计过程中却能够很好地解决这个问题。而BIM建筑结构设计过程的特点主要有以下几个方面。
（1）实时共享数据基础数据。运用BIM技术进行建筑结构设计，可以很好地让每一个工种都能够在相同的数据库中完成各自的工作内容。这样，不仅使得各个工种间能够很好地交流与互动，而且也给技术人员带来了最为直观的感受。进而极大地减少了设计师在设计过程中对于各个工作方面的冲突的发生。
（2）优化工作进程。在运用BIM技术进行建筑结构设计的 每个进程，相关设计人员能够事先做好相应的分析与试验，还能 够依照相关实时模型还能对所设计成果进行相应的审核工作，从而进一步优化工作进程，来达到降低施工成本、减少失误的效果，另外还能保证好相关建筑工程能够在规定期限内竣工。
（3）全面提升设计质量。
在建筑结构设计过程中运用BIM技术，二维视图能够很好地依照BIM技术自动准确合成，设计师便能够很好地解决工种交叉、错漏项等问题，而且还可以留出更多的时间放在他们的设计理念以及创意上。如此一来，便能极好的提高相关建筑工程实际质量。
3 BIM技术在建筑结构设计中的应用
（1）建筑结构功能分析。在建筑结构设计时，设计人员会考虑建筑结构的整体构建方式，不仅仅是针对结构的某一部分进行设计，而是需要将建筑 结构中的各个部分进行顺序置换。依照国家的建筑规定，从整体的角度重新设计建筑物的功能，而在此过程中，BIM技术的应用可以有效提升设计工作的效率。在传统建筑结构的设计工作中，现代建筑企业在分析建筑结构的性能时，就会投入较多的 金，并且需要大量的设计人员参与工作中，然而人为的分析工作难免会出现误差，无法对工作人员的工作状态和效率作出过高的要求。应用 BIM 技术可以准确地剖析建筑物的结构功能，设计人员只需将调查所获得的数据填入模型中，BI技术就可以在模型中呈现出结构功能的效果，设计人员在审查建筑模型是 能够一目了然的看出问题所在，并进行高效的修正与整改，在最短的时间内得出修正方案。
（2）建筑结构施工流程剖析。要想保证建筑结构的质量，建筑企业就不能仅依靠建筑结构方面的设计，还要综合考虑施工现场的环境因素等，利用BIM技术的信息化系统，将建筑方案设计中的各部分内容与施工现 场形成紧密地联系，之后再建立起具体的建筑工程模型，即可将施工现场以信息化的方式再现出来。设计人员可以根据 BIM 技术所创造的虚拟模型来分析设计的结果，并对设计方案中建筑结构存在问题的部分加以修正，便于更好地完善建筑方案的内容，制定更加详细、科学的施工流程，之后将建筑结构设计方案与施工现场的具体施工情况进行匹配，可以有效提升建筑工程的施工质量。
（3）钢结构建模设计。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。
（4）建筑结构各部分协调设计。设计人员利用BIM模型可以添加或处理建筑信息，使其建筑工程的施工质量获得全面的保障。需要设计人员格外注意的 是，不同的施工内容中形成的BIM模型也有所差异，为更加准确的传达信息，设计人员可以在BIM模型中插入数据文件，提升BIM模型的辅助说明功能，还可以科学的处理中性数据库，让设计人员能够了解其中的数据信息，与技术人员之间形成充分有效地沟通，之后和技术人员协调建筑的土木施工及装饰施工等流程，便于达到理想的建筑效果。在BIM建模中所使用的软件要具备模型建立、图纸生成及模拟分析等功能，设计人员可以在根据需求选择软件。如Revit软件中，就可以将建筑物的室内结构及机电工程等内容相互结合，如同资料库一般，设计人员可以 从中调取模型自由设计，并能够根据需求更新资料，可以实现信息的实时共享，具有较强的实用性。
4 结语
总之，BIM技术对于建筑结构设计具有重大的意义，改变了传统的设计方法，由建筑二维设计转向建筑三维设计，且改变了单纯的几何表现方法，主要采用全信息模型集成来表现，还可以从单独完成项目转向不同专业协同完成项目。目前，在建筑工程结构设计过程中，大部分设计单位非常重视对BIM技术的应用，以不断提高建筑结构设计水平，降低建筑建设成本，确保建筑的整体质量。
参考文献：
[1]陈辰.基于BIM 技术的三维管线综合[J].土木建筑工程信息技术，2017，4（6）：83-86.
[2]何清华.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报，2018，2（1）：12-16.