试论建筑结构设计中BIM技术的应用
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【摘 要】BIM技术是伴随着科学的技术进步而产生的一种新型的建筑结构设计手段，这种技术在使用的过程当中，能够有效实现现代科技的渗透，提升建筑结构设计工作的质量好效率。本文介绍了BIM技术的概念与优点，就BIM技术在建筑结构设计中的应用进行了详细的论述，
【关键词】BIM；结构设计；应用
建筑结构设计过程当中，利用BIM技术能有效提升建筑产品的质量，缩短建筑产品的生产周期。基于此，文章针对BIM的基本概念和基本特征进行分析，就BIM技术在建筑结构设计中的应用进行了详细的论述，为了解BIM技术在建筑结构当中的应用提出了有效参考。
1BIM技术的概念与特征
BIM技术是技术创新发展的结果，它的出现和应用，给建筑工程设计带来动力和生机，下面将介绍BIM技术的概念与特征。
1.1BIM技术的概念
现代建筑不仅规模大，而且功能愈加多样化。为提升建筑工程质量，确保其功能更加多样，更好满足人们需要，首先就应该提高建筑工程设计水平，为工程建设提供有效指引。同时，为提升建筑工程设计水平，应用先进的设计技术是必要的。BIM技术又称为建筑信息模型，是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，注重对建筑的数据化、信息化模型整合，在建筑工程策划、设计、运行和维护阶段，为工程技术人员提供准确、详细的数据资料和信息，有利于更好开展管理决策，提高工作水平。通过BIM技术应用，能够更为详细和全面掌握建筑工程基本信息，促进设计水平提升，也为工程施工顺利进行奠定基础。
1.2BIM技术的特点
作为一项重要的技术措施，BIM技术拥有自身显著特点。
（1）可视化
可视化是指BIM技术能够为人们提供“看得见”的形式，BIM技术为工程技术人员提供可视化思路，将建筑工程各内部结构以三维立体的实物图形式展示。甚至还提供设计效果方面的内容，不仅包括建筑结构的线条、尺寸大小，同时还包括具体位置、形式、各构件之间的相互联系等。此外，由于建筑结构具有可视化特征，也为建筑工程设计、建造、运营中的讨论和决策提供有效指引。
（2）协调性
建筑工程设计是一项系统和复杂的工作，需要增进设计人员之间的相互配合，充分发挥各方潜力，终形成合力，为提升结构设计水平奠定基础。而一旦建筑结构设计中遇到问题时，也需要设计人员增进相互合作，共同协商来提出解决和应对方案，查找问题成因，提出有效解决对策。此外，在其他结构设计时，也离不开工作人员协调与配合。
（3）模拟性
模拟性也是BIM技术的显著特征，不仅能够模拟建筑物模型，还能模拟在建筑结构中进行各项操作。例如，在结构设计阶段，可进行建筑结构的节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等。还可以根据施工组织方案模拟施工，后期运营维护阶段模拟地震时人员逃生、消防人员紧急疏散等。
（4）优化性
整个建筑工程设计、运营和维护是一个不断优化的过程。只有加强这方面优化工作，才有利于提升工程质量，实现对质量缺陷预防。而这些工作开展离不开有效信息支持。BIM技术应用能够提供详细和全面的信息，为工程结构设计优化、工程质量提升、运营维护提供有效指引。进而有利于提高决策水平，让建筑工程更好运营和发挥作用。
2BIM技术在建筑结构设计中的应用
2.1建立实体模型
采用BIM技术能够形成三维模型，将建筑完成后的实体构件在设计图中表现出来，这是CAD技术难以达到的，但是也是CAD技术的升华，BIM技术能够实现与CAD技术的无缝对接与提高。运用BIM技术，能够直接看到构件之间的彼此联系并方便工作人员发现存在的问题，还能够通过可视化技术对建筑结构的动态变化进行监测，为结构设计的修改提供重要依据，保证设计方案的合理和实用，在实际工程中，使用BIM技术帮助结构设计人员节约了大量的时间，实现了成本的节约。
2.2应用在建筑空间的规划当中
在进行建筑设计之前需要提前进行建筑的空间规划，所以在建设地点选择完毕之后，首先要对建筑的空间进行分析，分析建筑空间的地形以及对一些复杂的地形进行研究与计算，确定相应的方案，在地形的分析中应用BIM技术，能够开阔设计的思路，在分析中能够将坡高、斜率以及斜坡的斜率等参数进行分析。例如对具体的工程，斜坡走向的分析可以先采用GIS软件进行建模，对采集到的参数进行汇总与归类并模拟，这样，设计人员可以从不同的设计角度对工程实际情况进行模拟，为后期的设计提供依据。在地形探索之后再开始对建筑物的设计规划，对于建筑物的空间规划，BIM技术有着良好的现实应用，因为BIM技术能够完好地将建筑物的内外空间以3D模型完全展现出来，所以设计人员可以通过对设计效果的評价，对建筑物的室内与空间进行分割，详细布置建筑物周边的道路与外观等参数，利用BIM技术的调试功能，尝试不同的参数设置并选择最优化设置，得到最佳的空间规划模型。
2.3实现建筑结构构件的性能分析
在结构设计中，为了保证建筑物的安全与稳定，需要设计人员花费大量的精力对建筑构件进行受力计算，以便完成构件的受力分析，对于重要的构件往往需要计算几次，而且不同的设计人员采用的参数不同，往往计算结果也不同，这样就花费了大量的人力与时间，也影响了建筑物结构分析的准确率。BIM设计针对这种情况引入了相关的性能分析软件，只需要把BIM中的相关数据导入到软件当中就能够实现整个过程的分析计算，并且自动生成分析结果，方便设计人员进行下一步的纠正与修改，提高了设计效率。
2.4钢结构设计建模应用
我国当前建筑工程的规模不断扩张，新型的结构设计模型与新型材料的应用都实现了突破，尤其是钢结构，跨度不断加大，空间也不断扩张，应用也越来越多，很多异型结构都采用钢结构建模，在钢结构的设计中，构件之间的连接与加强构件的设计都非常复杂，因此在设计中存在一定的困难。BIM技术的应用能够有效解决这些问题，因为BIM技术能够对钢结构梁体的高度进行精确计算，还能够对所有的连接件进行自动计算，自动选择参数并分析不同参数的影响。并且通过数据共享的功能，BIM能够对在钢结构建筑物中使用的高强螺栓的数量、焊缝的数量以及间距等等进行计算，掌控设计的间距等。所以如果有新的构件需要增加到模型当中的时候，设计人员只需要对相应的数据进行调整，并且利用BIM绘制出大样图，方便施工人员在现场进行施工，设计人员利用大样图也能够合理确定加强件的设置位置，避免钢结构中出现薄弱点，影响结构安全。
2.5在其它细节部位设计中的应用
除了在结构参数、钢结构建模设计中应用BIM技术之外，在其他细节部位，比如建筑工程框架结构设计，建筑工程连接部位设计，也会用到BIM技术。作为建筑工程设计人员，应该加强BIM技术学习，熟练掌握应用流程，在建筑工程设计每个细节和部位都能巧妙应用BIM技术，促进建筑工程设计水平提升。
3结语
BIM技术的应用，不仅能有效指导建筑工程结构设计，同时还有利于提升结构设计水平，为工程施工提供指导与借鉴。因此，作为建筑工程设计人员，应该充分认识BIM技术的作用，加强自身学习，掌握BIM技术应用流程，将其巧妙用于建筑工程设计。从而提升建筑工程设计水平，有效指导工程施工建设，同时也为提高建筑工程质量和效益奠定基础。
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