浅谈基于BIM技术的结构设计都有哪些？

一、前言

随着我国经济发展建筑业发展迅猛，以往的二维CAD技术是我国现阶段建筑设计施工的主要交流手段，但是随着科技与技术的不断的发展与前进，传统二维CAD设计的缺点也明显显现。经过研究表明，CAD技术在建筑结构设计中的信息共享是很难实现的，这对于建筑工程施工中的各种项目的实施难以开展。所以现在我们使用BIM进行建筑设计施工图纸设计，是未来建筑结构设计发展的主要趋势。

二、BIM技术国内研究现状

我国的政策的支持与环境因素的推动，使得我国的对于建筑信息模型一直在进行的着很积极的研究，从建筑工程的设计环节到施工管理环节，从建筑施工中的钢结构到混凝土结构，这些都在一定的程度上得到了一定的发展，并且也相应的取得了很多的研究成果。选用ObjectAＲX技术在AutoCAD平台上进行二次开发，高层钢结构设计的BIM软件进行了建立，这种软件可以实现对高层钢结构的有限元计算与规范校核，可以将高层钢结构有限元的计算模型进行读入，这种软件的使用在上海中心工程的使用中得到了成功的运用。并且对于建筑工程周期中的不同的阶段其对于不同的模型信息的需求可以得到满足，在BIM中输出合理的信息，在基于AutoCAD图形引擎的BIM三维实体建模，并且将其转化为平面的模型的方法，这样可以通过在工程实例中对其可能性进行验证。我们从现在有以经完成的研究技术成果进行分析我们得知，我国国内对于BIM的研究主要表现在以下两个方面上，其一是对BIM软件在即有的工程中的应用，其二就是对BIM进行软件的二次开发研究工作。我国目前对BIM没有一个统一的标准，行业内也没有一个规范，所以这对于BIM在未来的研究中会受到很大的限制。现在我们所使用的BIM技术多是由国外的企业开发而成，造成了使用中与我国的一些规范无法成功的进行匹配，与实际的设计施工工作脱节，无法对建筑工程的设计与施工提供方便快捷与批量的工作帮助。所以现在我国对于BIM的使用多是在一些大型的项目中，一些项目里进行有选择性的使用其内的一些功能。在这种情况下，我国应该尽快的对其相关标准进行制定，出台一些BIM相关的国家标准与规范。

三、BIM的优势

BIM是在建设设计与施工中，以数字的形式将建筑的结构施工中的不同信息进行展现的方式，对于建筑信息实现资源共享的新技术。我们利用建筑信息模型所进行的建筑结构设计与施工具有以下几种优势:首先，其集成的信息量较大。BIM可以将建筑中所使用的材料、建筑物的使用性质、建筑结构间不同的空间关系等一些综合性的信息进行统一的处理，并且随着信息技术的发展，还可以使用信息技术将建筑施工中一些具体的信息以数字化、模型化的方式进行展现，这样就可以成功的为建筑相关的设计与施工人员在其使用与工程相关的信息时可以方便的进行调阅。其次，对于建筑工程的设计图纸可以有效的进行可视的转变，建筑行业中原有的二维CAD软件，在使用中与BIM模型技术相比较，BIM技术可以以精确的将建筑构件进行数字化，在设计的图纸中就可以将其以立体的方式进行展现，对于建筑工程的施工效率进行有效的提高，同时准确率也得到了提升。第三，建筑设计意图的后期修改在传统技术中是较为困难的，BIM技术却可以为其提供便利，通过BIM技术通过图例可以将其修改中的建筑结构中的影响进行真实的反映，并且通过模型软件中的相关模块进行利弊分析，使相关工作人员的工作效率可以有效的进行提高。

四、设计流程分析

1、设计流程概述工程设计的相关人员通过对建筑设计图纸进行结构与模型的分析，在软件中对结构力与建筑构件进行分析与设计，将得到的结果进行相互间的交流与反馈，对于设计中的不足之处进行设计调整与增减，以达到相应的建筑结构设计施工要求，然后将其进行图纸的绘制，BIM的模型图纸设计完成。2、案例设计流程剖析我们用建筑工程的钢筋混凝土结构的设计施工为实例，然后通过BIM模型为基础对结构施工设计流程进行分析，对BIM设计的模型及所实现的系统进行验证，其验证程序如下:第一，在操作的软件当中，我们根据建筑工程的相关的信息与要求进行BIM模型的建立，然后我们将以经设计完成的模型进行后期操作与处理软件的程序的导入。第二，我们对于模型设计中的一些不足之处进行补充与后期的完善，并且通过软件对内部力学进行分析，如，我们在建筑工程的混凝土施工过程中，其混凝土会出现裂缝、收缩、变形等相关问题，这些问题的产生都会导至其内力产生分布变化，在这种情况下我们需要根据BIM的分析模型对其内的有限元进行逐步的分析，对建筑工程的施工过程还有结构进行系统的分析，具体有以下过程:在建筑工程的施工操作过程中，或是因其施工中的其他因素的影响，会引起应变的增量(cm)和应力变化量(KN)，为时刻的应力变化量(KN)，钢筋混凝土的弹性模量(Pa)，是指到其应变增量的(cm)，其为钢筋混凝土的松驰系数，我们可以通过查阅得出，混凝土在其中的徐变系数。我们根据查阅，可以对其进行精确的计算得出钢筋混凝土框架结构的内部应力是随首应变增量的变化而变化，通过相关的操作软件对混凝土的变化过程进行预期的结果模拟，并进行分析，然后这建筑结构设计施工提供参考。第三，我们通过上式的计算，可以生成BIM结构的施工设计模型，然后我们将BIM模型设计中的构件的基本信息与建筑产品自身的数据描术标准(IFC)进行二者间的比对，我们可以得到IFC信息模型。第四，将Etabs软件对建筑结构设计的结果到处Access数据文件，另外还应该对BIMSD结构模型进行利用通过IFC接口将其内里的结构进行相关信息的导入，最后将其构建的信息模型进行耦合，到此才将建筑结构的施工图设BIM完善的建立。第五，我们在应用层中，将以经完整的结构施工图设进行检测、建筑结构施工图进行修改、增减设计、算量统计、图档管理、规范校验等。这样可以让其设计得到更进一步的完善。

结束语

根据我们对上面的研究我们得知，我们通过使用BIM对建筑结构进行设计，我们不仅可以进行三维立体化、参数化与数字化，可以使相关的设计人员的工作效率进行提升，还可以保证其建筑工程中的不同项目种类可以准确的进行，使我国的建筑行业向更加的高效、便捷、科技化的方面进行转变。我们必须在行业中进行BIM的应用，这样不仅可以使建筑业的发展速度进行加快，更可以促进我国建筑设计行业的发展。