1 BIM技术概述

BIM技术主要是通过构建建筑信息模型，完整、清晰模拟建筑工程各个阶段，可提前核验设计方案，发现施工过程中可能出现的各种问题，并提出相应的解决措施，实现设计方案的全面调整与优化，有效保障建筑工程质量。

与传统CAD相比，BIM技术具有以下优势。（1）可视化。BIM技术具有所见即为所得的特征，尤其适用于体量大、造型复杂的建筑物，通过三维模型的构建可帮助设计人员以三维思考方式完成设计工作，有效提高整体设计质量。（2）协调性。基于BIM平台可实现不同专业、不同设计人员在同一个模型中添加、修改、存储建筑信息，有效提高了不同专业之间的交流与沟通效率；同时，BIM技术可提供碰撞检查、4D动态模拟等功能，由此实现不同建造阶段的模拟协调，提前在设计阶段解决可能出现的场地冲突、施工碰撞等问题。（3）模拟性。具体包括4D施工模拟、5D模拟与造价控制，由此确定施工方案、进度与设备材料供求时间表，并快速生成工程预算，实现工程成本的有效控制[2]。（4）优化性。借助BIM技术可快速进行方案对比与优化，有效保障设计方案的技术经济性。（5）出图。基于BIM三维模型展示、协调、模拟以及优化，可快速生成综合管线图、结构留洞图、施工图、碰撞检查侦错报告、建议改进方案等[3]。

2 BIM技术在建筑结构设计中的作用

2.1 对建筑结构与场地进行分析

在建筑结构设计的过程当中，设计人员需要为建筑结构赋予多种实用的特点，比如稳固性、安全性等，如果这些特点无法在设计中体现，就很可能在建筑工程施工与建筑投入使用后形成安全隐患。借助BIM技术，设计人员就可以充分的在设计阶段对建筑结构与建筑地点进行分析，并且进行模型的建立，随后通过对建筑结构模型的模拟施工来进行建筑结构设计方案的调整，直到确定最佳的施工方案。

2.2 对建筑结构性能进行分析

在对建筑结构进行设计的过程当中，设计人员需要做的不仅是将建筑结构的框架进行排列，更需要在保证建筑结构美观的同时使建筑结构有着良好的性能，而这也与建筑工程的质量要求不谋而合。在以往的建筑结构设计当中，分析建筑结构的性能需要耗费大量的人力物力，而且受到分析人员主观意识或注意力的影响，很可能导致结果存在偏差；而借助BIM技术，设计人员就可以充分的降低人力物力的消耗，避免误差的出现，从而保障建筑结构的性能。

2.3 使用三维建模构建结构模型

在建筑结构设计的过程当中，BIM技术所提供的三维模型还能够帮助设计人员对建筑结构的整体模型、部分模型与关联性结构模型进行构建。对于设计人员而言，建筑结构将会直接影响到建筑工程的整体质量，只有借助BIM技术将建筑结构进行可视化的构建，并对建筑结构的整体结构模型、部分结构模型与关联性结构模型进行全面的分析与探讨，才能更好的解决建筑结构的力学性能、成本、材料等方面的问题，从而保证建筑结构的质量稳定。

2.4 使建筑结构设计保持协调性

在建筑结构设计的过程当中，BIM技术的运用还能够使建筑结构的设计过程保持足够的协调性。在以往的建筑结构设计的过程当中，由于建筑结构设计这一工作牵涉到许多方面，因此往往需要多位不同专业领域的设计人员进行充分的设计与交流，而这就很容易在数据交流的过程当中出现信息混乱的问题；而借助BIM技术，设计人员可以通过统一的平台开展建筑工程的设计工作，并且借助中性数据库的存在避免设计者数据交流问题的产生，进而使建筑结构设计具有更好的协调性。

3 建筑工程结构设计中的BIM应用

3.1 控制设计过程

建筑工程项目本身是一个周期较长的建筑工程活动，在开展建筑工程活动之前需要制定严格的建筑工程规划来对施工过程进行指导。如果建筑工程规划或设计方案存在问题就会影响建筑工程的整体质量以及无法按照合同约定的周期完工的风险，这会对企业造成严重的危害，甚至会造成负面的社会影响。为了解决这种状况，越来越多的施工企业开始引入BIM技术来指导施工过程，实现了对施工过程的实时监控。通过建立与建筑工程相关的数据库，使得数据能够反映在三维模型当中，通过可视化系统对这些参数进行调整使得建筑工程结构的科学性得到有效发挥，最终能够保质保量地完成施工项目。

3.2 制作三维模型

BIM技术通过信息化技术作为基础，利用建筑相关软件来对建筑工程的各项技术参数进行设定或修改。这项工作可以通过BIM技术的三维模型建造来进行辅助，设计人员能够通过三维模型对建筑结构整体以及局部进行清晰的了解，并对其中的数据或参数进行修改。建筑整体以三维的模式在电脑中进行有效的展示，设计人员可以通过在电脑中操作三维模型并对三维模型中所展示出来的数据进行修改，也可以通过三维模型对建筑所具备的功能来进行查看或审核。相比较传统的建筑审核模式，通过三维模型能够实现传统审核模式无法实现的功能，例如对于建筑中某个结构的受力情况，BIM三维模型能够清晰的计算和展示某一个结构的具体受力参数，甚至能够对建筑地基所承受的重力进行计算。这种计算和展示对于建筑物项目的正常开展有着非常重要的作用。随着现代建筑的层数越来越高、结构越来越复杂，在没有引入BIM的状态下，很难想象如何对建筑物的各个部分或整体的受力情况进行计算和分析。通过三维模型的放大对建筑结构进行分解，审核人员便能够对结构的科学性以及整体设计方案的可行性有着清晰的了解。通过三维模型除了能够对建筑物的受力情况进行模拟和反应之外还可以通过BIM技术来对建筑物当中所需要安装的各类设备、管道、电气设备进行模拟，这能够有效的加强建筑物内部设备安装的合理性，这是传统平面设计图纸无法实现的功能。

3.3 运用BIM技术深化设计

在建筑工程结构设计中，设计人员首先构思设计方案，为结构设计提供良好条件，在后续设计中，均应当将构思作为基础。在BIM系统应用前，无法对各类构思展开实践验证，为了能够对设计构思基础上所产生的设计方案进行验证，并且选择最优方案，可利用相关软件完成，对此，可应用BIM相关的各类软件创建建筑模型，在选择设计方案后展开优化设计，与传统设计方法相比可行性比较高。另外，在建筑结构设计中，可充分利用BIM技术的各项功能，比如建筑结构性能模拟功能、参数设计功能等，同时，可在可视化条件下对建筑结构进行演示分析，参建单位可在BIM系统的支持下沟通交流，提升建筑工程设计计划方案的可行性。建筑结构深化设计中，BIM技术的作用如下。

3.3.1 协同设计

基于BIM技术开展系统设计，可发挥信息共享功能，便于各方沟通交流，保证信息传递的高效性，促进设计效率的提升，避免在协同设计中重复劳动。比如，Revit软件可提供两种协同模式，其应用范围有所不同：第一，工作集协同。如果多名设计人员需与在同一时间编辑同一模型，则可应用工作集协同。在这一模式的实际应用中，首先需创建中心文件，设计人员在此基础上编辑本地文件，然后再传递至文件中心中，将工作成果与中心文件相匹配，对于中心文件的内容，也可下载至本地。在工作集协同作用下，可保证个人模型和中心模型的同步性，促进本地和云端信息传递效率的提升。另外，相关工作人员也可对各类文件进行实时更新，或者选择上传文件、下载文件，保证文件的安全性。但是，在工作集协同中，对于网络条件、硬件设备以及数据安全管理的要求比较高。第二，链接协同。在这一模式的实际应用中，所有设计人员独立编辑模型，如果有需要，可链接其他模型，同时将其他模型作为参照创建自身模型，或者与其他模型对比分析。链接协同存在一定的弊端，即无法编辑他人的模型，因此，实时性比较差。

3.3.2碰撞检测

在利用BIM技术开展建筑工程结构设计时，各专业模型创建完成后，可利用软件技术对模型中的各类构件进行碰撞检测，判断各类专业之间是否有冲突，比如结构设计与机电设备安装位置之间是否有冲突、建筑结构与管线排布净高是否有冲突等。在Revit环境中，要求应用碰撞检测软件，对于Revit中的结构模型以及机电模型等，均可导入至Navisworks软件中，首先设定碰撞检测的判断条件，然后开展各类主体模型的自由选择碰撞检测，最后根据检测结果绘制检测报告。对于建筑结构设计模型、机电设计模型等，均可进行碰撞检测，进而发现建筑结构设计中各类专业设计之间所存在的冲突，据此对建筑工程结构设计方案进行优化调整，避免在后续施工中不同专业之间产生冲突，提升施工效率。

3.3.3 平法施工图绘制

在建筑结构图纸设计中应用BIM技术，可创建建筑工程三维模型，获取大量专业的信息数据，为图纸设计提供大量数据资料。BIM技术具有可视化特征，在可视化条件下设计图纸，可提升图纸的立体感以及层次感，因此，与传统的二维图纸相比，BIM技术的优势显著。在BIM可视化技术的设计应用中，设计人员首先创建建筑三维模型，然后对设计方案进行调整，优化细节设计，对建筑工程整体结构进行观察分析。即使建筑工程建设规模比较大，也可利用BIM技术对设计方案中的各项细节进行仔细观察，避免在后续施工中出现各类风险。

3.4 绿色建筑中的应用

绿色设计是当前我国建筑行业所推崇的重要设计思路，也是在低碳理念的背景下所能够获得的最佳方案，然而在进行绿色设计的过程中存在较大的困难，绿色设计受到周边环境影响和外部环境影响较大。为了解决这个问题设计人员在通过BIM进行建筑设计的过程中应当更多的考虑建筑物所处环境对建筑物本身的影响，例如是否能够通过对建筑物设计过程中光照所带来的影响，进行调整使得建筑物能够更多的应用自然光，这些设计都应当依据人体所能够感受到的最适宜的温度和环境作为设计标准。例如在进行建筑屋顶设计的过程中应当对待选材料进行甄别或实验。要选择本身具备较好的隔热保温能力的材料，使得在季节发生转换时室内仍然保持较为稳定的温度，降低人们使用制冷制热设备的频率，实现了建筑物的节能效果。

4结语

在建筑工程项目实施中，结构设计是重要环节，结构设计是否合理直接关系到结构整体安全性、可靠性，也影响实际施工可行性、经济性。在建筑结构设计中，通过BIM技术的运用可有效提高结构设计效率，优化结构设计方案，工程实践中必须根据项目情况合理选择BIM软件进行建模，并落实相关碰撞检查、材料统计、模拟分析等工作，以此提高结构设计方案的科学性、可靠性，有效保障建筑质量。

参考文献：

[1]管涛.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].散装水泥,2020(06):87-88.

[2]申晓宝.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].中国住宅设施,2020(11):29-30.

[3]王玉,董凌.浅析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].中国建筑金属结构,2020(10):70-71.

[4]王冠亚.BIM技术在建筑结构设计中的应用探究[J].中国建筑金属结构,2020(10):64-65.

[5]李广龙.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析[J].工程建设与设计,2020(15):139-141.