杨杰
伊犁鼎轩建筑设计院有限公司 新疆伊犁州 835000
摘要：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。
关键词：BIM技术；建筑结构设计；应用
1导言
当前建筑行业普遍引进BIM技术，旨在通过此技术提高建筑工程整体效率与质量，优化设计水平，降低建筑工程建设成本，减少返工情况。本文结合BIM技术在建筑结构设计中的应用进行研究，将建筑结构中的二维结构设计模式转向三维结构设计模式，全面采用信息模型模拟建筑结构，可以更为高效地完成建筑项目。
2 BIM技术优势分析
简单来讲，BIM技术在建筑设计中最主要的优势就是能运用三维数字模型进行建筑项目的设计、施工及运营管理。
2.1建筑项目BIM模型具有可视化的优势可以进行实体建模，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。
2.2建筑项目BIM模型具有信息集成的优势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。
2.3建筑项目BIM模型具有可模拟性优势通过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。
2.4建筑项目BIM模型具有可传递性与协同性优势具体就是BIM技术软件应用程序可对图纸、链接等进行自动修改，当程序出现某项数据或内容的修改后，系统会自动将信息传导到相关联的图元中去，进行反馈与更改。并且基于可传递性，实现了设计过程中设计人员、施工人员、经营者、业主之间的高效沟通。
3 BIM技术在建筑结构设计中的实际应用
3.1 BIM建模
3.1.1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。
3.1.2 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。
3.1.3关联性结构模型的构建
工作人员在设计过程中应充分考虑结构中构件之间相关联的因素，通过BIM技术建立建筑模型，分析建筑之间存在哪些关联性。通常有两种形式，一种是对称性，另一种是非对称性。建筑模型中的非对称性主要体现在两个建筑之间存在主要、次要的关系。
如果要修改建筑实体，应保证建筑实体本质不发生变化。针对墙体与洞口之间的关联性，洞口存在于建筑墙体中，如果在结构模型中删除墙体，洞口会随墙体消失而消失，如果在建筑模型中单一地删除洞口，墙体依然不变。
3.2具体应用
3.2.1建筑结构方案设计
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。
3.2.2结构可视化设计
BIM技术中的三维技术能够为建筑结构构建出相应的立体效果，带来更直观的视觉冲击，方便用户对建筑构件大小、方位以及采用的材料进行观察，为用户提供便利条件。BIM技术的可视化特点，可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局与细节之处，更精准地找到设计漏洞，避免因设计方案引发更多问题。例如，楼梯高度是否符合标准，是否会碰到用户的头部，梁的尺寸是否影响建筑净空等，都可通过BIM技术中的可视化技术进行查看。由此可见，BIM技术在建筑结构可视化设计中有着不可忽视的作用，不仅保证建筑设计过程中的工作效率，还能提高工程建设的整体质量，在一定程度上提高建筑结构设计精度，降低误差。
3.2.3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。
3.2.4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。
3.2.5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。
4结语
随着我国现代化程度不断提高，城市化建设进程不断加快，信息化时代已经到来，人们对于建筑结构设计的合理性产生了更高的要求。BIM技术作为一种现代信息化技术，将其充分应用到建筑结构设计过程中，能够有效地实现对建筑施工工程成本质量等方面的控制。
参考文献
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