BIM技術在建筑結構協同設計中的應用

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摘要：本文主要對bim技術進行理論方面的探討和分析，并對其結構專業中的實際應用價值進行了分析，希望能為BIM技術的推廣和應用提供一些參考。

關鍵詞：BIM技術；協同設計；應用；探討

建筑信息模型，即BIM(BuildingInformationModeling)技術，是現代建筑業在發展過程中，不斷應用和開發的協同工作式的全新理念，起源于歐美，但是我國引進后，在我國工程建設行業逐漸得到得到大量的應用。

1BIM技術概述

在建筑結構設計的過程中運用BIM技術，既能夠有效地把握施工質量，縮短工期，又能節約項目投入的成本，并且在整個施工中安全性可以得到有效保障，所以，對于工程相關數據量巨大的建筑業而言，信息技術的應用可以發揮其巨大的價值。在建筑行業進行BIM技術的核心技術原理的應用和推廣研究，將會為建筑設計領域開啟一扇新的大門。BIM技術原理在于以數字模型來實施建筑結構相關的設計、施工、管理等各項工作內容，從BIM技術的應用方面我們可以總結概括以下的幾個主要特點：支持協同設計、工作可傳遞性和信息集成[1]。

2BIM技術在建筑結構協同設計中應用

2.1建筑結構協同設計的理念

在建筑業發展的過程中，建筑協同設計理念滿足了建筑、結構、設備等各個部門在平臺下有序安排工作的要求，因此逐漸受到了建筑企業的重視。建筑工程項目的各個部門都可以利用BIM平臺上的核心建模軟件來進行建模，并與設定的項目中心文件進行對接，如果對信息進行新的創建或修改，那么中心文件就會發生相應的改變，這個中心文件的本質就是建筑信息模型，該模型就具有信息共享功能。利用BIM技術平臺上的碰撞檢查功能，能夠完善設計師的設計，如設備管線之間、結構布置與建筑洞口的碰撞檢查。建筑結構協同設計的理念，能夠有效提高結構與建筑、設備等各個部門在工作中的溝通效率，加快設計的進行進度，充分節約資源，提升建筑企業的經營效益。

2.2基于BIM技術的可視化設計應用

利用BIM技術可以通過數字化的建筑構件，來代表現實環境下的真實建筑物構件。BIM技術的出現，改變了以往需要借助計算機輔助繪圖軟件繪制幾何圖形來進行設計的方法。當落實設計方案的初始階段，利用BIM技術平臺中的三維實體模型可以對于建筑的結構造型和功能布局進行全面細致的剖析。現代建筑的規模較大，結構復雜，針對這一點，BIM技術平臺下的可視化技術可實現通過動態演示建筑的結構模型，此外，BIM技術平臺也可以實現對建筑結構選型的適配性進行控制的功能，從而得到建筑結構設計的最佳方案。進行施工圖設計階段，利用基于BIM技術的可視化設計，可減少工程設計出現的紕漏，減少工程設計方面的投入[2]。

2.3基于BIM技術的參數化設計

（1）相關數據的參數化建模。建筑設計中應用復雜的自由曲面，已經成為一種當前的流行趨勢，BIM技術中借助對參數值以及參數關系進行定義，在相異的參數化之間進行約束和關聯，在結合建筑地形特點的基礎上，進行結構形體的創建，因此大大提高設計的效率。（2）創建建筑結構分析模型。BIM技術不僅僅能夠處理建筑結構的物理、幾何信息，還可以具備對結構信息數據的科學分析功能。BIM技術可以實現創建建筑結構實體構件的同時，自動生成分析模型，該模型可以對桿件拓撲信息、剛度數據、節點信息等結構信息進行分析。應用BIM平臺的分析檢查功能的優勢在于可以保證分析模型的合理性，將設計方案導入平臺上專業的結構分析軟件中，軟件可以自動分析出結構構件尺寸、材料特性是否適合結構設計的相關標準，這樣就能夠實現相關資料信息的高效的分析處理。（3）多方案的結構優化設計。在建筑項目的建設過程中，處理建筑模型可以有多種的相關方案，因此，參數化BIM平臺上就相應地能夠允許設計師，以一個結構設計模型并行設計和開發多個備選方案。實施模型的可視化、量化和假設分析時，模型中就設定有相應的選項，比如，業主需要在陽臺上設置涼棚，但是特定布局和材質設計師在設計時無法拿定主意，那么就可以利用設計選項的功能，開發出多個方案供業主進行選擇。同時可以基于結構優化設計的需要，設計師利用BIM平臺便捷、高效的工程量統計功能，了解設計的相關信息，來進行項目預算的編制。（4）BIM自動出圖功能。建筑結構設計中，圖紙是設計信息模型的直觀體現。從模型的視圖角度看，圖紙類型有很多，平面、剖面、立面和三維視圖等。傳統的設計工作中，需要進行設計方案的調整時，通常是以手動方式進行圖紙修改的。由于設計方和施工方之間的信息不對稱，假如設計方案在實際的施工中遇到問題，那么就需要進行返工，這會造成施工企業的巨大損失。應用BIM技術的優勢在于建筑結構設計的圖紙和相應的模型以及相應其他數據信息都存在一定的關聯性，因此，設計師只需要將精力放在建筑結構設計上，不需要擔心設計的調整變更工作。

3BIM應用的相關思考

BIM技術已經應用已經十分廣泛。上海地標性的建筑，如上海中心大廈項目建設中BIM技術就有發揮其極大的應用價值，通過BIM技術的協同設計和出圖的高效率，大大縮短建筑結構設計的周期，利用BIM技術可以配合項目的建筑、設計及其他部門實施碰撞檢查，完善建筑項目整體的協同設計模式，這相比于傳統的結構設計方法中部門之間缺乏有效連接的劣勢有了極大的改善。當前BIM技術的應用中也存在一些問題：①BIM技術應用存在的相關問題，很多從業多年的老工程師一直以來是以二維設計的方法來進行建筑結構的設計，對于BIM技術應用中先進的三維設計方法，在適應和上手階段需要很長的時間。②BIM技術層面的相關問題，需要考慮相應的軟件和硬件。當前，國內BIM技術軟件市場上軟件都不夠完善，設計出圖不夠精細，而且設計圖紙出圖后需要設計師再進行信息完善，因此工作量依然很大。③BIM設計流程的相關問題。BIM設計多為三維出圖，這和傳統的二維審圖報批的程序之間存在沖突，政府應當密切注意建筑結構設計中BIM技術應用標準的實施和完善，為BIM技術的推廣奠定堅實的基礎。

4結束語

雖然在BIM技術推廣應用，其中協同設計的理念以及很多的規范性內容，對于設計人員、施工人員在工作中的適應和上手操作是一個問題。但隨著我國各個設計單位對BIM技術的不斷嘗試和應用，以及在實踐中完善軟件系統，BIM技術會在建筑行業的應用發展中，逐漸對傳統的按照建筑生命周期進行工作的方式進行改進，發揮其巨大的應用價值。

作者:朱寶勝 單位:安徽水利水電職業技術學院

參考文獻：

[1]方婉蓉.基于BIM技術的建筑結構協同設計研究[D].武漢科技大學,2013.

[2]邵光華.BIM技術在建筑設計中的應用研究[D].青島理工大學,2014.