叶茂彪

摘 要：随着经济的快速发展和科技的不断进步，现代信息技术已经广泛应用在社会生产和人们的生活中，建筑工程具有施工工期长、影响因素多的特点，而在建筑全生命周期过程中，建筑结构设计工作十分重要，只有保证设计的合理性，才能保证建筑物安全、稳定的使用。采用 BIM技术进行建筑结构设计，能有效的提高建筑结构设计的可靠性，减少出错率。因此，BIM技术对建筑结构设计有十分重要的作用。

关键词：建筑结构；设计；BIM技术

1 引言

当今社会，随着建筑体型越来越复杂，使得BIM技术能够结合结构设计进行应用，并以此形成一个完整的建筑信息模型数据平台，这个平台中的任何结构数据都作为一个真实的构件所存在，且具备良好的属性和特性，可以更好的被调动和分析。从而使得与建筑、设备专业之间的协作更加高效。

2 BIM技术概述

建筑工程在现代不断的发展，设计师对于建筑物的要求不仅仅在于功能方面，建筑物结构越来越复杂，体型也越来越多样化，因而建筑信息模型开始在建筑设计中展现出巨大的优势，得到了建筑行业的一致肯定。如何才能够科学迅速的处理建筑设计中的各类信息，同时在设计过程中及时的发现失误以及不当，避免对整个工程的影响就显得尤为重要。作为建筑设计行业的革命性技术，BIM技术使得设计从二维向三维转变，同时作为整个建筑行业的信息革命，BIM正展现出划时代的发展前景。

3 BIM技术在建筑结构设计中的应用

3.1 三维设计中BIM的协调性

比如设备专业的管道在布置时，正好在此处有结构梁。当然BIM的协调作用不仅仅体现在各专业间的碰撞问题，它还可以解决诸如：电梯井布置及其他净空要求的协调等等。且各专业设计师往往各做各的，经常导致各专业间错漏碰缺问题严重，有的需要设计变更，有的甚至耽误整体项目工期。而通过BIM的协调性，运用相关的BIM软件建立数据信息模型，可以将各专业的设计结果集成在模型之上，同时具有可编辑性。实现了数据共享，各专业设计师能够在同一个数据环境下进行设计，修改。大大减少了出错率。

3.2 BIM技术在建筑结构设计中的可视化

BIM技术可以将建筑构件信息在三维模型中展示出来，而传统的建筑结构设计，依靠AUTO CAD二维绘制，这种方法很难将更多的建筑构件信息表示出来，运用BIM技术在设计阶段，运用三维实体模型，能直观的观察建筑构件，分析建筑结构的功能布局，推演设计过程。在大型复杂的高层，超高层项目中，采用BIM可视化技术，能对建筑结构的尺寸、梁系布置、装配式构件等进行演示，从而确定最优设计方案，确保设计质量。

3.3 BIM技术在建筑设计中不同专业协调设计中的应用

BIM技术在建筑设计领域中，通过创建数字化、可编辑的信息化模型，将建筑、结构、水暖、机电等专业进行“正向设计”。集成化的信息模型将不同专业设计师完成的三维模型所携带的信息，更加方便的与其他专业团队进行共享，接驳。保证项目设计的所有参与者都能够在掌握建筑设计所有信息的前提下进行工作，这种方式改变了施工企业、制造商、业主、设备工程师、结构设计师、建筑设计师等各个参与方的工作协调模式，保证所有的参与方能够使用基于相同参数的建筑模型进行协同工作，例如，在进行建筑设计的过程中，建筑设计师需要添加构件时，结构设计师将墙、柱、梁等构件的信息完整的输入到BIM模型中，设备工程师根据添加构件的位置、方式以及数量等，在建筑内部进行各种设备的配置，通过测试各种设备的数据信息，当出现异常时进行调试，保证建筑的整体设计效果。通过将BIM技术应用到不同专业设计中，项目的建设参与者也能够实现信息的完全共享，便于进行协同工作，保证设计以及施工能够正常、有序的进行，进一步保证建筑的质量。

4 结构设计中BIM应用的难点

在结构设计中，往往都是以建筑方案为基础，进行结构构件的布置，然后利用有限元分析软件进行建模，分析出结构的空间受力和抗震计算，最后再根据结构构件布置进行设计调整，最后使用AUTO CAD形成结构平法施工图。整个建筑的模型信息是由设计者完成的，与其它专业之间都是通过关联的物理模型进行结构导入，最后实现设计信息的汇总，并且根据计算的结果进行设计修改，使建筑模型能够更好的完成动态信息和施工图信息。建筑信息模型针对结构设计来说，都是将施工图和结构分析相互关联。 很多现代建筑都面临一个对建筑几何进行理性描述的难题，和传统的方盒形建筑相比，创新建筑的形体往往非常复杂，涉及很多自由曲面的变化，传统的设计工作流程已经很难高效准确的完成设计。现在可以借助BIM技术的数字化设计平台，对这些复杂的几何变化进行建模，包括从几何学的角度上面对异形建筑的平面和三维空间生成进行准确的定义和呈现。

（1）基于BIM技术的设计软件（如：Revit）用了众多的系统参数和模块参变量，与2D绘图技术有很大的不同，BIM工具软件还要兼顾与2D设计习惯的连贯性，所以系统参数和模块参变量比2D工具软件中的参数要复杂很多倍，这就使得应用中因为系统参数设置不当或不匹配而导致很多意想不到的问题。

（2）在结构设计的过程中，很多建筑的造型形式十分特殊，这就需要特殊的结构模块对其进行控制，但是3D视图和剖面视图不能形成理想的模拟效果，很多设计者会因此放弃BIM技术，而使用原始的2D绘图设计方案。

（3）结构工程师在建立BIM模型时，关注的问题主要是BIM模型能否生成平法施工图，以及能否转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。毕竟在结构设计中，抗震计算是最重要的环节。BIM建立的是完全的数据库式模型，从理论上来说，实现BIM物理模型与结构分析模型之间的双向链接是完全可行的。

5 结束语

总之，BIM技术是以工程的各项信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，不仅可以优化建筑设计，提高工程效率，还可以在工程开始之前对数据进行集成分析，实现对工程数据的动态管理。可以说必将给建筑行业带来了一场巨大革命，促进建筑业良好发展。

参考文献：

[1] 黄亚斌.BIM技术在设计中的应用实现[J].土木建筑工程信息技术，2010.

[2] 黄亚斌.BIM技术在设计中的應用实现[J].土木建筑工程信息技术，2011.

[3] 曾旭东，谭洁.基于参数化智能技术的建筑信息模型[J].重庆大学学报（自然科学版），2011.