随着信息技术的发展，BIM技术成为建筑信息化的有效途径。近年来，BIM技术思想逐渐成熟，BIM软件产品不断升级更新，使得BIM技术在建筑工程设计、施工管理等领域得到广泛应用。本文对BIM技术在建筑工程结构设计阶段的应用进行了探讨。
1基于BIM技术的建筑结构设计要点
在当今信息化时代的背景下，计算机数字化技术为制造业等行业带来了巨大的变革。计算机硬件和建筑设计软件的水平不断提高，CAD技术使建筑工程师从传统的手工绘图设计中解放出来。运用和三维技术处理建筑信息是信息技术在建筑工程设计领域的飞跃式发展。BIM技术的应用引领了建筑数据信息的新突破，基于BIM技术开展协同设计是提高设计效率的重要手段。目前，许多大型设计企业通过BIM技术的应用形成了新的生产力，深入研究BIM在建筑结构设计中的应用对设计行业的发展具有重要意义。结构专业应该在设计变革中完成过渡，结构BIM技术打破了传统的计算模型+二维设计工作方式。
BIM结构设计流程的实现需要技术方面的保证，涉及到的应用点包括结构建模、碰撞检测和模型转换等。在应用BIM中，结构工程师关注结构与其他专业之间的协同工作问题。Revit软件提供了工作集和链接方法，结构模型中包含各种构件，如梁、板、柱和基础等。在Revit结构项目文件中，这些构件以族的形式加载，并通过选择构件族设置实例参数来创建构件实例，将结构构件放置在准确的平面位置和楼层标高中。目前，结构施工图通常以平法表示，在Revit中，钢筋建模方法有手动和插件两种方式。在使用插件时，先建立构件的钢筋可以提高钢筋建模的效率。结构设计人员可以利用建筑师搭建的BIM建筑模型，减少不同专业对图纸理解差异导致的模型差异。当建筑模型发生变动时，结构工程师可以重新读取数据以获取建筑方案的变更信息，通过更新数据的方式更改结构施工图中的钢筋信息，从而减少了由于建筑专业的更改而带来的重复工作量。
在BIM工作模式下，协同设计改变了传统设计流程中的信息断层问题。其他模型文件以外部参照的方式链接到本模型文件中，协同方式的实时性较弱，将协同的载体变为BIM三维建模。工作集协同和链接外部协同是Revit软件下支持协同设计的方式，协同设计可以解决传统结构设计中的信息断层问题，降低设计中出现的专业冲突，提高设计效率。在BIM技术在结构设计中的应用中，难点是分析软件和模型软件之间的数据转换。结构设计软件公司开发了许多相关产品来解决BIM软件的数据接口问题。在设计阶段完成建筑结构设计后，可以利用Revit核心模型平台中的BIM总装模型在相应的软件中进行不同专业之间的协同工作。广联达BIM审核软件可以利用Revit导入总装模型的信息；造价软件可以利用Revit中的模型数据进行造价管理，各专业无须重新搭建模型即可进行工作。
协同工作方式依靠设计师分析其他专业模型后进行专业模型搭建，在Revit中建立结构模型可以顺利导入Navisworks软件中。结构专业模型碰撞检测可以快速发现其他专业设计方案间的冲突问题，及时的碰撞检测分析可以辅助设计过程。建筑结构施工图平面设计方法是混凝土结构施工图设计规范的表示方法，平法将构件钢筋截面等信息标注在结构平面图上，与标准构造详图配合表达在构件结构平面布置图上，构成完整的结构设计图。平法抽象注释符号表达钢筋信息以可交换数据形式包含，可以利用Revit平台的2D详图与BIM结构模型建立联系。
2建筑结构工程设计中BIM技术的应用实践
BIM技术在设计建筑结构方面表现优异，可以提高设计效率，形成综合设计流程，并优化建筑使用性能等。因此，许多建筑企业广泛应用BIM技术。BIM技术在完成结构设计时与传统的设计模式不同。结构设计模型为建筑专业提供建筑模型，并通过转换插件将结构模型导入结构有限元软件中。当建筑模型发生变更时，结构工程师可以实时进行修改。结构分析软件通过点线面的简化来建立分析模型，具有复杂的信息参数。通过多方软件平台的协同设计方案，可以完成基于BIM技术的结构设计。
对于某实验室项目的地上部分，采用框架结构，建筑面积为5120.25m2，建筑耐火等级为二级，设计地震分组为第三组。在方案阶段，建筑专业确定了实验室的平立剖面图。在传统的二维设计流程下，制定制图标准以统一线型和线宽等要求。为了保证设计质量，对专业提资内容的深度进行了规定。在项目中实现BIM的意义需要制定专业的样板文件，并规定不同设计阶段的模型深度。制定结构专业的Revit样板文件是新建Revit文件的基础。参考地方标准的建筑信息模型设计标准，可以制定结构专业BIM模型深度等级样表，并根据方案和初设施工阶段的不同划分不同的等级。在初设阶段，需要对方案阶段的模型进行深化，并基于BIM模型进行必要的性能分析。
在方案阶段，结构工程师根据建筑平面布置等信息估算主要构件的尺寸。为了引导各专业在早期共同参与工作，可以让各专业维护模型，并根据建筑专业提供的标高，在盈建科结构分析软件中建立模型。可以将计算模型中的结构构件与Revit中的梁柱板墙等构件族建立对应的映射关系，通过数据转换建立模型，从而增强结构工程师使用Revit的积极性。建筑专业可以深化方案阶段的模型。在初步设计阶段，结构专业确定主要结构构件的尺寸，并与设备专业协调穿基础管线。在结构调整后，结构专业将计算分析信息添加到Revit模型中。在施工图设计阶段，需要根据有限元计算分析的结果完成结构施工图的绘制。
在施工图阶段，专业工作量增加，建议采用链接协同的方式进行专业协同。在建立结构专业模型后，可以完成给水管的布置建设工作，并通过鸿业BIMspace提供的资料确定管线的开洞原则。通过加载设备专业提供的资料文件，可以实现结构件的一键式开洞。目前，施工图审查工作主要使用二维蓝图进行，需要根据模型完成二维图纸的绘制工作。在施工图深化设计阶段，工程师可以配合完成模型，并使用盈建科Revit插件完成配筋信息在模型中的联动修改。目前，建筑结构设计师主要使用有限元分析软件进行建筑结构受力分析。BIM技术在结构设计中建立实体模型，并从分析软件中提取设计信息。BIM技术在结构设计中的目的是与施工图绘制统一。BIM模型的建立更多是为了在空间视觉效果中建立管线模型，而建筑分析软件更多考虑模型的外观造型。在结构设计中建立BIM模型时，需要考虑物理模型是否能够导入第三方结构分析软件进行模型分析。双向连接软件具有一定的条件，例如复杂构件可能导致数据丢失。BIM技术在建筑结构设计中的关键是与有限元模型的双向无缝互联。
3结束语
综上所述，随着BIM技术的发展成熟，它已广泛应用于土木工程设计、施工等各个领域。本文探讨了BIM技术在建筑工程结构设计阶段的应用，以供参考。
参考文献
[1]王永胜,李永才,孙立环.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].工程技术研究,2020,5(05):217-218.
[2]何君贤.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2019,(33):65.
[3]贺林贵.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].中国住宅设施,2019,(10):50-51.
[4]崔玲.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用分析[J].住宅与房地产,2019,(28):90.
[5]蒋衍洋.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].智能城市,2019,5(17):71-72.
