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摘要：BIM技术是当前建筑业发展中较为先进的一种信息化技术，其能够实现建筑全寿命周期的管理控制。文章以结构设计为基础，探讨建筑结构设计中BIM技术的应用。
关键词：建筑结构；结构设计；BIM技术；建筑设计
引言
科技的创新发展使得建筑业朝着技术化与现代化的方向发展。新的时代背景下，科技创新带来更多的技术创新成果，这些技术创新成果也有效地应用于各行各业，包括给建筑业带来运行效率和质量的整体性提升，也包括现代建筑结构设计的持续优化。BIM技术就是其中之一，既提升建筑结构设计质量，又带来建筑结构设计布局的规范化，更在与其他技术手段结合的情况下带来高质高效的结构设计。因此，BIM技术在现代建筑结构设计中的应用推广具有必要性。
1传统高层建筑结构设计的缺陷
随着BIM技术的普及与应用，基于BIM技术的高层建筑设计的项目逐年增长。相对于BIM技术来说，传统高层建筑结构设计的缺陷主要表现在以下几个方面：第一，伴随着高层建筑立面形式多元化的发展，结构工程师在设计结构构件的过程中需要进行更加复杂、更为抽象的操作。且设计过程中不同建筑师对二维图纸的理解存在差异，这直接导致构件与设备的相对位置产生偏离，从而影响高层建筑的功能与视觉效果；第二，伴随着社会环境的大融合，出现了越来越多集商住一体的大型工程项目，需要结构设计、建筑安装等多专业专业共同协作更为紧密，而不同专业之间的协调配合程度不够也是传统结构设计的缺陷之一。第三，结构设计过程中往往会出现设计变更，传统做法是结构设计工程师需要花费大量时间修改施工图纸，直接影响其工作效率，造成人力资源浪费，从而可能导致建筑结构性能设计等方面不够完善。
2BIM技术概述及其主要功能
2.1BIM技术概述
现代建筑工程项目是一项复杂的建筑工程综合体，它涉及到多个环节不同施工内容，同时在建筑工程施工过程中根据不同的施工项目存在多个施工参与者进行参与，这一工程实际情况使得建筑工程造价管理工作在信息处理上变得复杂起来。BIM技术的核心在于信息处理，它是一种以计算机技术和信息技术为基础的可视化建筑信息模型，通过利用统计学、几何学、建筑工程学等多种学科技术将建筑工程整体信息、施工操作工序、施工技术等多方面因素进行集中整合处理，并以数字模型的形式呈现出来，便于为相关建筑工程设计及施工管理人员提供清晰、准确的数据参考。
2.2BIM技术功能
2.2.1设计图纸可修改功能
基于BIM技术应用下的建筑结构图纸，其所有的设计信息都是在建筑模型基础之上生成得出的。通过这种形式设计出来的结构图纸，在后期应用过程中在出现修改的情况时，设计人员只需要根据实际需要对某一数据信息进行修改，基于BIM技术下的整体图纸设计系统就会根据数据的变更自主的完善其他数据参数的匹配和修正，因此能够大大降低设计人员的图纸修改和数据修正工作量，从而有效降低工作负担。除了数据信息的自动修改，基于BIM技术应用下的图纸设计也具有自动修改的功能，其在减少设计人员工作量方面有着积极的促进作用，有助于设计人员将精力更好的兼顾把控全局和细部优化，通过BIM技术的自动数据比对和修正功能，得出最优的设计数据及方案，从而为后期施工质量的提升奠定良好的基础。
2.2.2实际模拟的特性
工程设计人员可借助BIM相关技术，针对对建筑工程3D模型处在各种各样的外部环境条件下的情况实施模拟操作，例如实施建筑工程3D模型的放大操作、缩小操作、旋转操作等，由此进行多维度的观测，或者能够完成工程结构的受载荷情况的模拟、日光照射情况的模拟、节能减排活动的模拟、热量传递情况的模拟、施工作业过程的模拟，从而完成建筑工程的各类制约要素的工程模拟及相关设计工作。
2.2.3协调性
BIM技术在建筑结构设计中发挥协调性优势，能使建筑结构设计各个要素优化整合，建筑结构内部空间设计具有明显的层次性与统筹性。例如建筑物内部消防系统的布局、水管线路的铺设、楼梯间的布局设计，设计人员在BIM技术的支持下，先制订合理的布局铺设计划，BIM技术对应的是建筑结构设计的整体效果，能有效地发现单项结构设计与其他项目建设的冲突，尽可能实现一次布局到位。在建筑工程中，钢筋混凝土是主要构成，在BIM建筑结构三维模型中用特殊符号加以标记，设计时能规避钢筋混凝土对建筑结构各模块设计的突兀影响，追求更好的设计效果。建筑结构设计人员使用BIM技术多维度、多层次链接，显示钢筋混凝土结构平面，方便数据信息的提取。设计人员使用BIM技术填充模型及其标准化表达，确保线型、字体与外观的整体协调，提升建筑设计结构标准度与美观度。
3BIM技术在高层建筑结构设计中的具体应用
3.1BIM技术在高层建筑结构设计中的参数化设计
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模块化设计
模块化建筑中各个空间单元所属的功能模块也不同，因此模块化建筑也可视为独立的功能模块，模块化建筑标准化所需的预制构件也有统一的标准，以便能够完全量产。这些量产的统一标准的构件在应用中不存在任何差别，从而达到了模块化建筑结构的通用化设计目标，使模块化建筑得到更广泛的应用。这种模块化、标准化、通用化的建筑空间在实际中很常见，例如办公大楼和医院的标准单元间。对模块化建筑立面设计而言，标准化，模块化设计同样适用。模块化建筑在色彩、材质和平面构造上都能保持统一的标准，从而达到建筑整体的统一。在色彩方面，这些模块化建筑内外墙涂料是相同的，相关材质如瓷砖、石材、混凝土等型号、色彩及质地等也有统一的标准。在平面造型方面，为了满足空间立面的需要，相关人员通常采用拼接的方式，这些拼装材料的颜色、材质等可各不相同，但整体风格基本一致。在对体块进行组合设计时，相关设计师应运用体块创造出具有一定风格的造型。
3.3钢结构建模中的应用
随着建筑结构设计研究的深入，建筑材料类型更为多元，钢结构成为大型公共建筑设计的主要建筑材料。钢结构的布局与应用体现在建筑结构设计中，需要做好钢结构建模分析，而BIM技术为钢结构建模分析提供指导。基于BIM技术，设计人员建构钢结构模型，仔细分析钢结构的连接与加固情况，基于钢筋在建筑物中的作用和位置调整。钢结构建筑模型施工人员也参与钢结构建筑模型的分析中，群策群力分析钢结构设计的合理性，探讨其对建筑结构的功能影响，发现设计缺陷，及时设计优化，从而使得钢结构建筑模型总体方案更理想。
结语
综上所述，在建筑工程的结构设计过程中应用BIM技术对于提升整体设计质量有着重要的促进作用。就当前我国建筑工程设计应用情况分析，BIM仍旧有很大的提升和创新空间，对此还需要强化BIM技术应用，提高建筑工程结构设计整体水平。
参考文献：
[1]彭宝莹，杨志杰，李娜.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥，2015（5）：197.
[2]潘平.BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究[D].武汉：华中科技大学，2013.
[3]李燕.浅谈BIM技术在建筑结构设计中的合理应用[J].环球市场，2019（36）：370.