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【摘 要】应用BIM技术能够提高建筑工程在结构设计中准确性，使整体设计能够更好的被实施，并且根据BIM技术的先进性最大限度的满足建筑工程结构设计，提高工程效率。本文根据笔者工作实践，对建筑结构设计中BIM技术的应用进行了分析和探讨。
【关键词】建筑结构设计BIM
建筑工程项目中的结构设计越来越复杂，这使BIM模型能够结合结构设计进行应用，并且以此形成一个完整的模型平台，让其中大量的数据统筹形成一个完整的数据平台，在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，并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。
1BIM模型所包含的设计项目
BIM模型在应用的主要方面包括结构设计、规范校核、工程造价信息统计等，这一过程包括对建筑的结构构件设计和整体设计两个方面：
1.1构件方面
建筑构件模型中所包含的内容十分丰富，其中包括构件材料、几何尺寸、荷载等信息，这些信息在设计过程中可以直接进行查询和显示。在进行节点设计时能够直接判断出构件的作用，并且定义梁、板、墙、柱等多种信息。对连接构件做出最为准确的判断，同时能够匹配节点，使模型的信息转换为设计参数。以混凝土构件为例，其混凝土用量及钢筋用量都能准确的体现在模型信息中。
1.2整体层次关系
模型所形成的信息是由模型信息直接进行提供的，在虚拟的状态下，能够对结构提供最为完整的调整，并且提供结构最为简单的施工方案，优化在施工中相互之间的协调性和矛盾性的关系，使软件能够提供最为良好的信息查询和结构查询，同时成为结构整体分析的主要计算数据。
1.3BIM在建筑项目设计阶段的应用
（1）具有可视性：BIM可以把抽象的、不易理解的二维建筑更加直观地展现在设计人员面前，有效提高了工程设计的有效性，如果设计人员发现了不合理的部分可以及时对设计方案进行调整，有效地提高了设计的准确性。
（2）具有可协调性：BIM可以对原本很多独立的设计成果归为一个统一的有机整体，能够使整体的设计效果更加清晰地展现在设计人员面前，从而对设计的质量和效率都能进一步得到提升，减少了工作中的失误。
（3）具有模拟的特点：BIM可以利用先进的数字模拟技术模拟真实场景对建筑的现实效果进行清晰的预见，这样就可以避免在真正建设施工时由于设计上的失误而影响了建筑的整体效果。
（4）优化：前三个特点成为实现设计优化的重要前提，它们能够保证建筑设计时尽量不出现失误，使建筑在真正建设施工时能够得到更好的视觉效果。
（5）出图：在BIM成果的工程设计图和统计表会尽可能保证工程设计的高质量、精准度和低失误率。有利于建筑设计的不断创新和完善。
2BIM模型的层次应用
2.1BIM模型的集成化应用
BIM模型采用合理的参数化对三维结构进行信息单元的描述，并且能以建筑中的梁、墙、柱等作为主要模拟结构，在这个模拟过程中，建筑的真实性信息和内涵通常以一个集合形状进行描述。同时这一过程还包括大量的物理信息和分析类信息，简单易懂的使建筑构件的多个角度都能反应出来，避免传统的平面设计带来的理解失误的问题。
2.2参数形成和编辑
BIM技术的核心就是利用数据库模型体现出各个设计参数，这使很多结构模型都和实体结构参数相互一致，参数在形成模型化后，会根据不同的构件特征形成相互的规则性，使模型设计能够和实际施工相互联系。例如在钢结构节点设计的过程中，BIM系统可以将每个空间的节点零件和空间位置真实的反应出来，使施工过程中的用料信息能够更好的完成观察。同时使各设计部分在结构、建筑等多个方面相互协作，提高节点设计的准确性。
2.3信息共享和交换
在结构设计完成后，BIM模型能够直接读取结构设计中的信息，并且结合这些信息建立完整的结构分析模型。三维模型的结构布置保持与分析模型相互一致的状态，使结构状态得到高度的统一，建筑信息模型在传统的模型分析上往往以数据作为基础，BIM在读取数据的过程中，使数据文件转换为自身的结构形式，最终实现设计流程中的资源共享，以此提高资源的协调应用能力。BIM在集成过程中形成了建筑的全生命周期，并且在结构的建造过程中通过信息化和数字化形式加强了资源互换，这种形式和传统的文件、图纸对比大大提高了资源共享。
3结构设计中BIM应用的难点
在现阶段结构设计中，设计过程都是以设计方案为基础，进行结构构件的分布，然后利用有限元技术软件进行建模，分析出整体的空间受力和变形计算，最后再根据结构构件布置进行设计调整，最后使用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。（1）基于BIM技术的3D工具软件（如：Revit）釆用了众多的系统参数和模块参变量，与2D创建视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参数与参数之间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，很多结构的建筑形式十分特殊，这就需要特殊的结构模块对其进行控制，但是3D图形和剖面视图不能形成理想的施工效果，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，注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档，以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构設计中，安全性分析计算是首要环节和重要问题。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。 4BIM在结构设计中的处理办法
4.1建立完整的项目样板
项目样板是整个设计的基础，项目样板包括经过有限的标准化处理的各种族、线型、字体、符号以及表达方式。在BIM技术中形成一个良好的样板，是完全能够减少工作的重复性，加快设计速度的。并逐渐建立一套符合中国国情的设计标准，使其能够对多数设计用户，甚至是对有特殊需求的用户都有相当有益的指导作用。
4.2设计符合要求的结构构件
结构设计中的主要构件有基础、柱、墙、梁、楼板、楼梯等。这些构件在施工中分为预制构件、现浇构件和钢结构构件。以建筑主要设计形式为准，根据各种结构构件进行构件设计。目前现浇构件是最为常见的结构形式。在结构方案设计的选择建筑·节能中，建筑师都是根据功能要求和管线走向进行布置的，以避免结构构件中多种因素相互冲突。
4.3钢筋混凝土结构中的平法表示
在钢筋混凝土施工图绘制中，通常采用平面方法进行表示，在图纸上采取特殊的标点符号进行标注，施工技术人员通过工艺转换形成样图。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示，BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和核心信息，以满足施工时间和放样需求。
4.4设计阶段
在项目中进行粗略建模，方案成型后，建筑模型也完成70%，此时平、立、剖面能出粗略的图。Revit将三维模型和平立剖图纸捆绑在一起，将方案设计和绘图表现合二为一。建筑设计的过程既创建三维模型，也实时产生平立剖及动态更新，软件的功能真正跨越了“辅助绘图”的初级阶段，进入辅助设计的阶段。
4.5技术设计
可随时切换三维模型和二维图纸工作。将建筑所需要的构件如：门、窗、楼梯等构件添加到模型上，确定构件尺寸及位置即可。平面图纸上的每个部分在三维视图中都是真实可见、相互对照的。对于复杂的建筑形体，可随时在任意位置做出剖面进行分析，大大降低了设计盲区。面积的计算，只要在明细表中添加一个公式就可得到想要的面积。住宅户型的变动也能直接得出面积，不需重新计算。Revit利用三维可视技术和数据管理，真实反映建筑构件的物理属性。随着方案的深化，逐步添加或者修改构建属性，直到施工图纸的深度。
4.6BIM模型分析
BIM中应用最广的两个软件是Revit和PKPM，Revit着重对于BIM模型建立，而PKPM是保证结构受力分析能够和行业规范更好的接触，这两种软件在数据交换过程中还存在一定漏洞，所以在数据交换中还要借助第三方软件，使数据能够形成通用格式。笔者在使用过程中体会到广联达GICD暂时处于同类软件中的领先地位。
5结束语
建筑工程项目在将来的精细化程度必然会越来越高，传统的设计成果仅出一份施工图纸难以满足甲方的要求。尤其是当建筑工程技术复杂，需要多方面的协调时，就更需要全方位的建筑信息的准确提供，以减少项目施工运营过程中处理各方矛盾所新增的高额费用。
参考文献：
[1]龙辉元.浅谈BIM技术在结构设计中的应用[J].建筑结构，2010，05.
[2]李玉娟.BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究[D].重庆大学，2008，05.
[3]张晓菲，周寅超.站于详阁描述和建筑性能分析的BIM设计流程研究搞十IFC标准的BIM技术应用领域及其前景分析[J].建筑科学，2010，02.
[4]李相榮.BIM（建筑信息模型）应川于房地产项息化[D].北京交通火学，2011，10
【关键词】建筑结构设计BIM
建筑工程项目中的结构设计越来越复杂，这使BIM模型能够结合结构设计进行应用，并且以此形成一个完整的模型平台，让其中大量的数据统筹形成一个完整的数据平台，在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，并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。
1BIM模型所包含的设计项目
BIM模型在应用的主要方面包括结构设计、规范校核、工程造价信息统计等，这一过程包括对建筑的结构构件设计和整体设计两个方面：
1.1构件方面
建筑构件模型中所包含的内容十分丰富，其中包括构件材料、几何尺寸、荷载等信息，这些信息在设计过程中可以直接进行查询和显示。在进行节点设计时能够直接判断出构件的作用，并且定义梁、板、墙、柱等多种信息。对连接构件做出最为准确的判断，同时能够匹配节点，使模型的信息转换为设计参数。以混凝土构件为例，其混凝土用量及钢筋用量都能准确的体现在模型信息中。
1.2整体层次关系
模型所形成的信息是由模型信息直接进行提供的，在虚拟的状态下，能够对结构提供最为完整的调整，并且提供结构最为简单的施工方案，优化在施工中相互之间的协调性和矛盾性的关系，使软件能够提供最为良好的信息查询和结构查询，同时成为结构整体分析的主要计算数据。
1.3BIM在建筑项目设计阶段的应用
（1）具有可视性：BIM可以把抽象的、不易理解的二维建筑更加直观地展现在设计人员面前，有效提高了工程设计的有效性，如果设计人员发现了不合理的部分可以及时对设计方案进行调整，有效地提高了设计的准确性。
（2）具有可协调性：BIM可以对原本很多独立的设计成果归为一个统一的有机整体，能够使整体的设计效果更加清晰地展现在设计人员面前，从而对设计的质量和效率都能进一步得到提升，减少了工作中的失误。
（3）具有模拟的特点：BIM可以利用先进的数字模拟技术模拟真实场景对建筑的现实效果进行清晰的预见，这样就可以避免在真正建设施工时由于设计上的失误而影响了建筑的整体效果。
（4）优化：前三个特点成为实现设计优化的重要前提，它们能够保证建筑设计时尽量不出现失误，使建筑在真正建设施工时能够得到更好的视觉效果。
（5）出图：在BIM成果的工程设计图和统计表会尽可能保证工程设计的高质量、精准度和低失误率。有利于建筑设计的不断创新和完善。
2BIM模型的层次应用
2.1BIM模型的集成化应用
BIM模型采用合理的参数化对三维结构进行信息单元的描述，并且能以建筑中的梁、墙、柱等作为主要模拟结构，在这个模拟过程中，建筑的真实性信息和内涵通常以一个集合形状进行描述。同时这一过程还包括大量的物理信息和分析类信息，简单易懂的使建筑构件的多个角度都能反应出来，避免传统的平面设计带来的理解失误的问题。
2.2参数形成和编辑
BIM技术的核心就是利用数据库模型体现出各个设计参数，这使很多结构模型都和实体结构参数相互一致，参数在形成模型化后，会根据不同的构件特征形成相互的规则性，使模型设计能够和实际施工相互联系。例如在钢结构节点设计的过程中，BIM系统可以将每个空间的节点零件和空间位置真实的反应出来，使施工过程中的用料信息能够更好的完成观察。同时使各设计部分在结构、建筑等多个方面相互协作，提高节点设计的准确性。
2.3信息共享和交换
在结构设计完成后，BIM模型能够直接读取结构设计中的信息，并且结合这些信息建立完整的结构分析模型。三维模型的结构布置保持与分析模型相互一致的状态，使结构状态得到高度的统一，建筑信息模型在传统的模型分析上往往以数据作为基础，BIM在读取数据的过程中，使数据文件转换为自身的结构形式，最终实现设计流程中的资源共享，以此提高资源的协调应用能力。BIM在集成过程中形成了建筑的全生命周期，并且在结构的建造过程中通过信息化和数字化形式加强了资源互换，这种形式和传统的文件、图纸对比大大提高了资源共享。
3结构设计中BIM应用的难点
在现阶段结构设计中，设计过程都是以设计方案为基础，进行结构构件的分布，然后利用有限元技术软件进行建模，分析出整体的空间受力和变形计算，最后再根据结构构件布置进行设计调整，最后使用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。（1）基于BIM技术的3D工具软件（如：Revit）釆用了众多的系统参数和模块参变量，与2D创建视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参数与参数之间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，很多结构的建筑形式十分特殊，这就需要特殊的结构模块对其进行控制，但是3D图形和剖面视图不能形成理想的施工效果，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，注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档，以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构設计中，安全性分析计算是首要环节和重要问题。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。 4BIM在结构设计中的处理办法
4.1建立完整的项目样板
项目样板是整个设计的基础，项目样板包括经过有限的标准化处理的各种族、线型、字体、符号以及表达方式。在BIM技术中形成一个良好的样板，是完全能够减少工作的重复性，加快设计速度的。并逐渐建立一套符合中国国情的设计标准，使其能够对多数设计用户，甚至是对有特殊需求的用户都有相当有益的指导作用。
4.2设计符合要求的结构构件
结构设计中的主要构件有基础、柱、墙、梁、楼板、楼梯等。这些构件在施工中分为预制构件、现浇构件和钢结构构件。以建筑主要设计形式为准，根据各种结构构件进行构件设计。目前现浇构件是最为常见的结构形式。在结构方案设计的选择建筑·节能中，建筑师都是根据功能要求和管线走向进行布置的，以避免结构构件中多种因素相互冲突。
4.3钢筋混凝土结构中的平法表示
在钢筋混凝土施工图绘制中，通常采用平面方法进行表示，在图纸上采取特殊的标点符号进行标注，施工技术人员通过工艺转换形成样图。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示，BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和核心信息，以满足施工时间和放样需求。
4.4设计阶段
在项目中进行粗略建模，方案成型后，建筑模型也完成70%，此时平、立、剖面能出粗略的图。Revit将三维模型和平立剖图纸捆绑在一起，将方案设计和绘图表现合二为一。建筑设计的过程既创建三维模型，也实时产生平立剖及动态更新，软件的功能真正跨越了“辅助绘图”的初级阶段，进入辅助设计的阶段。
4.5技术设计
可随时切换三维模型和二维图纸工作。将建筑所需要的构件如：门、窗、楼梯等构件添加到模型上，确定构件尺寸及位置即可。平面图纸上的每个部分在三维视图中都是真实可见、相互对照的。对于复杂的建筑形体，可随时在任意位置做出剖面进行分析，大大降低了设计盲区。面积的计算，只要在明细表中添加一个公式就可得到想要的面积。住宅户型的变动也能直接得出面积，不需重新计算。Revit利用三维可视技术和数据管理，真实反映建筑构件的物理属性。随着方案的深化，逐步添加或者修改构建属性，直到施工图纸的深度。
4.6BIM模型分析
BIM中应用最广的两个软件是Revit和PKPM，Revit着重对于BIM模型建立，而PKPM是保证结构受力分析能够和行业规范更好的接触，这两种软件在数据交换过程中还存在一定漏洞，所以在数据交换中还要借助第三方软件，使数据能够形成通用格式。笔者在使用过程中体会到广联达GICD暂时处于同类软件中的领先地位。
5结束语
建筑工程项目在将来的精细化程度必然会越来越高，传统的设计成果仅出一份施工图纸难以满足甲方的要求。尤其是当建筑工程技术复杂，需要多方面的协调时，就更需要全方位的建筑信息的准确提供，以减少项目施工运营过程中处理各方矛盾所新增的高额费用。
参考文献：
[1]龙辉元.浅谈BIM技术在结构设计中的应用[J].建筑结构，2010，05.
[2]李玉娟.BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究[D].重庆大学，2008，05.
[3]张晓菲，周寅超.站于详阁描述和建筑性能分析的BIM设计流程研究搞十IFC标准的BIM技术应用领域及其前景分析[J].建筑科学，2010，02.
[4]李相榮.BIM（建筑信息模型）应川于房地产项息化[D].北京交通火学，2011，10