李泳波

LI Yong-bo

（山东建大建筑规划设计研究院）

(Shandong Jianzhu University Architecture & Urban Planning Design Institute)

1 引言

社会经济的发展带动了建筑行业的蓬勃发展，建筑数量越来越多，建筑规模越来越大，人们对建筑质量的要求也有了较大提升。要确保建筑工程质量，做好建筑设计工作十分重要的。建筑结构设计是建筑设计的关键环节，在设计过程中更应当重视起来。设计人员应当做到与时俱进，不断更新设计理念，综合考虑建筑的经济效益与使用性能，做好建筑结构的设计工作。随着科学技术的发展与进步，BIM技术在建筑结构设计中有了越来越多的应用，它能够对建筑结构设计进行较为直观的展示，对于提升设计图纸的科学性、合理性与可行性有着重要的促进作用[1]。

2 信息技术在建筑工程中的应用

随着建筑数量的不断增加和建筑形式的多样化发展，建筑工程所涵盖的信息量也有了显著的增加。及时地收集建筑信息并对其进行有效利用，可以为其他建筑工程提供重要的参考功能，不仅可以减少建设成本、缩短工期，还能提升建筑工程质量、减少施工过程中意外事故的发生。因此，随着我国建筑事业的不断发展，信息工程在工程建设中发挥的作用也越来越大。然而，目前建筑工程在建设过程中，还没有对信息技术进行充分的利用，因此，建设单位应当重视信息技术在工程建设过程中的重要作用，在工程建设过程中充分发挥信息技术的重要功能，提高施工效率、节约施工成本、保证施工安全，从而提升企业的经济效益。

3 BIM应用中结构专业的具体实现措施

3.1 BIM技术框架基础

BIM的信息交换和共享要在IFC标准、IDM信息交付手册、IFD国际框架字典基础上形成框架基础。

IFC标 准（Industry Foundation classes）是指整合全部建筑项目信息和所有建筑工程内容。IFC标准是面向整个建筑工程集合体，采用数据交换的形式对项目工程和工程数据进行规范和标准化处理。工程信息描述方式和工程信息获取方式是IFC标准的主要内容。工程的信息描述方式包括信息资源层、信息框架层、信息交互层和信息领域层。信息资源层是IFC标准的基础，它对建筑整体结构的分散信息资源进行描述；信息框架层对建筑工程信息的整体框架进行描述，它将信息资源进行组合并联系起来；信息交互层对建筑与其他相关行业信息联系进行描述，整个层级实现了对建筑基本结构的进一步分解；信息领域层则是对建筑各个领域的专业信息资源进行描述。这四个层级分别独立，相互对应，从而确保下层信息不受上层信息的变化影响。

IDM（Information Delivery Manual）又称信息交付手册，它以IFC标准为基础，转化现有建筑工程信息，对建筑不同阶段完成任务的情况进行描述，解决项目不同阶段的信息组装问题，为模型的建立提供前提。

IFD国际框架字典的主要功能是归纳与命名相同概念、语言和类别的建筑内容。利用GUID（Global Unique Identifier）重新组合各类信息，提取不同对象的相关数据分析其相同点之处，以此构成整体概念框架。

3.2 BIM技术在建筑工程结构设计过程中的具体应用

3.2.1 设计绘图

在传统建筑结构设计的绘图工作中，CAD技术是主要的绘图手段，它只能对建筑平面信息进行表达，不利于施工工作的顺利开展。利用BIM技术，则可以实现三维实体模型的建立，对于建筑整体结构和各结构之间的关系能够清晰直观地表达出来。此外，可视化技术也是BIM技术的重要组成部分，它可以根据建筑结构在动态上的变化开展设计工作，从而提高建筑结构设计方案的合理性。

利用BIM技术进行建筑结构设计，必须要进行模型的构建。模型的构建是以大量信息数据为基础的。利用BIM模型可以进行各类施工信息的收集与整理工作，方便施工人员和技术人员的随时查阅；BIM模型还能优化调整建筑结构设计，便于建设单位选取最为科学合理的施工方案；此外，对于施工过程中的突发现象，BIM模型还能对其进行有效的解决，加强施工各部门的协调与合作[3]。

3.2.2 结构设计

BIM技术不仅可以实现建筑结构信息的统一与整合，还可以实现数据的共享。在施工图设计过程中，方案设计与初步设计是主要影响因素，这就会大大增加结构工程师的工作量，使其将主要精力投入非主要阶段。BIM技术在建筑工程结构设计中的应用，实现了结构单元的参数化设计，大大提升了设计人员的工作效率。

建筑构件设计涉及的内容较多，包括构件的尺寸规格、构件材料和构件荷载能力等，利用BIM技术，能够对以上信息进行较为直观的展示，便于设计人员对构件设计相关信息的了解与掌握。特别是在构件的结构节点设计上，BIM技术可以迅速而准确地判断出构件的功能，定义墙、板、梁、柱等建筑信息，从而选择节点与连接构件进行匹配，对建筑模型中构件设计方面的各类参数进行科学计算，从而提高构件设计的准确性，减少设计人员的工作量。

3.2.3 设计流程

相较于传统建筑结构设计，BIM技术实现了结构设计在流程上的合理优化。在利用BIM技术进行结构设计时，首先从BIM数据库中导出建筑几何信息，然后设计人员对结构方案进行制度与优化，最后建立分析模型，由建设单位和专业部门进行对比、分析与评估，选取最佳方案，这样可以在节约设计成本的基础上，选择最佳设计方案，充分实现建筑方案对工程施工的指导作用。

3.3 BIM技术在建筑工程结构设计应用上的不足

目前在我国建筑领域，BIM技术在建筑工程结构设计上的应用还处于初期阶段，软件成熟度不高，处理问题的能力也有待提升；BIM技术相关设备的配备还不够齐全、专业人才素质也有待提升，这些因素都是BIM技术在建筑工程结构设计上的不足之处，影响了BIM技术的推广与发展。除此之外，BIM技术在建筑工程结构设计中的应用还存在以下问题：

3.3.1 缺乏标准体系

目前，我国还没有出台针对BIM技术应用的各种规范和标准，BIM技术在建筑领域的应用缺乏相对完善的标准体系，这在一定程度上也限制了BIM技术的发展。

3.3.2 法律责任问题

BIM技术应用的法律责任问题主要表现在参数的知识产权问题、模型与内容的一致性问题和对BIM技术修改权限问题，这些问题都对BIM技术在应用过程中的有效性、合法性造成了不利的影响[4]。

3.3.3 应用和交付问题

BIM技术在建筑工程结构设计上的应用包含内容众多、涉及范围广泛，这就导致不同设计阶段BIM技术的设计标准、设计深度的差异性，不利于工程结构设计的应用和交付。

4 结语

随着科学技术的进步，越来越多的新型技术运用到建筑工程结构设计中来，其中BIM技术就是其中的一个重要方面。BIM技术具有可视化、协调性和模拟性等特征，它在建筑工程结构设计中的应用涉及多个方面，包括三维实体模型的建立、建筑结构构件的参数化设计和设计过程的优化，大大提升了建筑工程结构设计效率、确保了设计质量。BIM技术在建筑领域的推广与应用，改变了传统结构设计模式，是建筑工程结构设计的伟大变革。目前我国BIM技术在建筑工程结构设计中的应用还存在诸多问题，因此，设计人员需要加强自身专业技能的提升，掌握并熟练运用BIM技术开展设计工作，以此提升建筑工程结构设计的合理性、经济性与科学性，保证建筑结构质量。

[1]管昌生，毛延宗，谭献良，卢艺伟.BIM技术在建筑装修工程中的应用研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版 ),2016(6)：1.

[2]张涛.建筑结构设计中概念设计的运用实践分析与研究[J]. 江西建材,2017(20)：14.