中材建设有限公司 陈笑 周期玮 北京 100176
摘要：BIM技术是科学技术发展的产物,建筑结构设计中应用BIM技术能够提升整体的施工质量,提高施工效率,缩小返工的次数,为施工企业提供更多的便利。本文就智能建筑结构设计中应用BIM技术的可行性进行了分析,并总结了存在的问题和应对办法。
关键词：智能建筑;结构设计;BIM技术;
建筑设计重要基础是建筑结构设计，根据建筑质量要求和特定使用方法进行系统的结构设计。BIM技术不仅以3D模式的设计软件为核心，还可统计施工中的材料、成本和施工期限及施工期间的节能效果等数据。近年来，我国对BIM技术的研究也在不断深入，不仅发掘设计系统的优势并进行推广，还不断对其工程项目的应用进行深入研究。因此，本文着重对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行分析，通过结合具体的案例，希望可为BIM技术在我国的持续推广和应用奠定更好的基础。
1 BIM技术的概念
BIM虚拟技术指的是使用图像和3D模型动态显示原始建筑的技术。在BIM设计过程中，将设计参数、属性等相关因素联系在一起，并将信息内置到计算机系统中以构建三维可视化模型。无论是在地下管线网络还是摩天大楼，均可通过BIM模型进行虚拟显示，从而实现与实际场景完全一致的精度。此外，从最初的设计阶段、施工阶段到最终的拆除和重建，都可使用BIM虚拟技术存储该阶段的数据。BIM虚拟技术的应用已逐步获得发展，不仅用于建筑项目，也用于一些基础项目，如道路建设、桥梁工程以及城市污水处理系统、市政排水等方面。另外，BIM技术还可为日常生活提供便利，如使用BIM虚拟模型可预测降雨量和流向。
2 BIM技术的特点
2.1 优越化
合理应用BIM技术能为整体建筑结构设计提供帮助，全面控制建筑结构形式，优化设计内容。建筑结构设计存在很多制约性因素，BIM技术可以结合信息形式以及复杂程度进行准确分析，优化分析阶段，精确掌握建筑结构中存在的信息资源，包括几何信息、规则信息等。BIM技术能根据建筑结构中的实际变化要求进行调整，同时还能在施工前做好外形结构的分析工作，结合其中的变量因素与目标对象，优化整改不正确参数，快速算量，提升精度，直至符合标准再进行实施。
2.2 可视化
建筑行业管理中的关键在于可视化，可视化能明确整个建筑结构设计所需要的形式，并将施工图纸和建筑构件信息相互结合。针对建筑过程中出现的问题，利用这一优势对比原有数据，完善三维立体模型，以三维渲染动画的方式进行展示，通过三维立体模型可以更为直观地找出不足，再有效处理。
2.3 模拟性
BIM技术在建筑结构设计中，不仅可以模拟单一的建筑，还可以模拟特殊事物与条件。BIM技术能结合特殊要素，进行模拟实验，包括节能模拟实验、紧急疏散人群模拟实验等。对外招投标时，采用4D模拟形式进行分析，渲染效果更为精准，通过直观的宣传方式向业主展示，更能提高业主满意度，以提高项目中标机率。
3 建筑结构设计中BIM的应用
3.1 建筑场地及结构分析中的应用
建筑结构设计具有系统性和科学性的特征，再加上其是建筑的主体结构，所以在设计过程中需要充分考虑当地的水文及地质等条件特征。以往建筑结构设计中，由于地质及人为等因素的限制，数据信息准确性不高，一些地质较为复杂的区域只能通过估算来确定相关参数数据，很难保证结构设计的准确性。而应用BIM技术后，则可将存在的客观因素以数字化的形式展现出来，之后再通过与其他技术的有效结合，对施工现场的具体情况予以详细了解和掌握，并制定完善的建筑信息模型，以增强建筑结构设计的合理性。
3.2 建筑结构性能分析中的应用
BIM在建筑结构性能分析中的应用，能够对相关数据实行全面系统的分析和总结，然后制定合理的结构设计方案，生成完善的数字化模型，之后再利用相关软件分析和研究各建筑结构性能，根据工程现有数据，加强建筑结构设计的合理性。
3.3 可视化设计
可视化设计是BIM在建筑设计中的重要功能体现，该功能一方面能够及时发现设计中存在的不足之处，并加以改善。另一方面可增强结构设计内容展示的灵活性、互动性，使结构设计内容更具说服力。同时，可视化功能的应用能够将设计内容直观的展现在工作人员眼前，便于其及时了解整个工程的建设情况，通过各部门的沟通协调，完善设计内容，减少误差及质量问题的产生。
3.4 协同设计
协同设计是通过网络平台实现各部门交流沟通，提升设计水平的一种方式。BIM技术的应用恰巧为协同设计提供了有效平台，加强了各部门之间的联系效果。工作人员针对结构设计图纸中存在的问题展开交流和讨论，完善结构设计图纸内容，从而增强结构设计方案的合理性、可行性。目前，协同设计的重要模式有局域网内部协作模式和广域网协作模式这两种。不过不管哪种协作模式都需要构建较为完善的模型数据库，以实现信息的及时收集和处理，提高结构设计内容的更改效率。
3.5 碰撞检测
传统建筑结构设计中，碰撞检测需要设计人员将设计图纸打印在硫酸纸中，通过人工核对的方式来找出结构设计中存在的问题，然后实行相应的更改，这一过程很容易因为工作人员的忽视或比对信息的不全面，而降低图纸完善效果，阻碍后续工程进展。而应用BIM技术后，在构建的信息模型中即可完成碰撞检测，并对施工操作实行模拟演练，精准找出问题所在并加以完善，以此加强结构设计的准确性和可行性。
4建筑结构设计中应用BIM技术存在的主要问题和解决措施
4.1存在的问题
4.1.1 BIM技术在应用时存在系统不完善的问题
建筑施工过程中通过采用BIM技术能够进一步提升建筑的质量和建造的效率。因此,BIM技术被广泛地应用至建筑结构设计各个环节中。但是该技术应用中还存在着诸多问题,例如:自身管理系统存在较大的缺陷,一些出现的风险或者存在的问题等无法得到有效的规避和解决,建筑结构中存在的风险或者不合理问题也不断增加,直接威胁人们的使用和生命安全。
4.1.2 BIM技术在使用时成本较高
BIM技术作为一种先进的技术,被应用于建筑设计中,大大提升了建筑结构完整性和稳定性。但是这一技术在应用时,大量的资金将会被消耗,建筑企业的经济效益也会受到一定的影响。同时,建筑行业专业人员在应用BIM技术时经常出现专业能力下降,人员不足等问题[4]。另外,建筑企业一旦应用这种先进的技术,需要投入更多的人力和物力等,甚至还要聘请专门的技术人员进行培训等,这就在无形之中增加了建筑企业的建造成本。
4.2解决举措
4.2.1做好准备工作,制定项目样板
建筑结构设计过程中需要对项目样本予以重视,这样才能使得结构设计更加的完善。因为完善的项目样板能够打好建筑基础工作,使得各项工作顺利开展,在做好项目准备工作的同时,还能够让建筑结构设计人员避免多次操作,明显提升建筑设计人员的工作效率。
4.2.2根据操作规范对结构构件进行设计
各个部件的构成和组成使得建筑结构得以实现,因此,保障各个部件的质量等将会直接关系到建筑结构的质量。建筑结构设计人员在对建筑结构进行设计时,需要对这些部件做好规划和设计工作,根据相应的规范和标准等开展有效操作,这样才能切实满足建筑项目施工的质量。并且,在对建筑结构进行设计时,需要做好科学的规划和调整工作,这样才能避免各个部件在使用时出现各种问题。例如:部件不符合规范要求;产品质量不达标;数量不对等。
5 结束语
BIM信息技术对设计人员在设计、计算机技术和图像技术水平上提出了更高的要求，在操作时需与专业技术团队合作，以确保BIM信息技术的准确性、合理性和可操作性。BIM信息技术在建筑结构设计中具有毋庸置疑的技术优势，但还应注意BIM信息技术在开发和应用中的一些不足之处，需加以改进和优化。
总之，应继续对BIM技术进行研究和实践，促进我国建筑行业的进步和发展。
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.