基于BIM技術的建筑結構協同設計探討

郭叢之

（江西省建筑設計研究總院 江西 南昌 330046）

基于BIM技術的建筑結構協同設計探討

郭叢之

（江西省建筑設計研究總院 江西 南昌 330046）

目前，采用建筑信息模型（以下簡稱BIM）的建筑設計單位數量越來越多，大幅度提高了建筑工程設計水平。本文從結構專業角度入手，簡要分析了基于BIM技術的協同設計及其在建筑結構設計中的應用。同時，著重探討了設計應用中的難點，并提出了相應的解決措施，以期為建筑工程設計提供一定的參考借鑒。

BIM技術；建筑結構設計；協同設計；三維模型

近年來，BIM技術在我國建筑工程設計領域中的應用日益廣泛，與BIM相關軟件的應用水平也大幅度提高，越來越多的建筑設計單位開始采用BIM技術提高設計成果質量，并且取得了相當好的效果。一直以來，建筑工程結構設計都是一個復雜而瑣碎的工作，既要考慮各方利益，又要保證工程設計成果質量，而引用BIM技術后，通過建筑信息模型能加快決策進度、提高決策質量，高效、協同的進行建筑結構設計，能全面的提高項目質量、降低項目成本。對于建筑設計單位來說，借助BIM技術進行建筑結構系統設計不僅利于提高設計成果質量，更能提高工作效率，滿足各方和建筑結構設計要求，所以應當加大BIM技術建筑結構協同設計的應用研究，有著巨大的現實意義。

1　基于BIM技術的協同設計

BIM是一種以建筑工程項目中的各項相關信息數據為基礎，利用計算機三維模型建立起來的數據庫，包含了建筑工程項目的全部參數信息。這些參數信息是動態變化的，在建筑工程實施的不同階段（規劃、設計、施工、運營、維護等）可以被不同的利益相關方提取、更新、修改，使各方利用BIM平臺直觀的進行各自職責的協同作業，加快了項目進程，提高了項目決策質量。

在建筑結構設計中應用BIM技術，為工程設計師提供了一個協同工作的技術平臺，也使得生產部門、管理部門借助同一個技術平臺協同工作，有效解決了傳統建筑結構設計中的操作平臺問題，改變了傳統的建筑結構設計工作模式。同時，這一模型的建立為業主、施工企業、制造商等提供了一個協同工作平臺，他們可以直接通過BIM模型提取、更新、修改相關的參數信息，進一步提高了項目決策速度和質量。因此，基于BIM技術的建筑結構協同設計能考慮各利益相關方的需求，優化工程設計，降低工程設計錯誤與工程變更的可能性，確保工程質量。

2　基于BIM技術的建筑結構協同設計的應用實踐

2.1設計前準備工作

2.1.1建立協同工作手冊

由于基于BIM技術的建筑結構協同設計采用的是一種協同工作方式，為了使設計工作順利實施，避免相互碰撞，產生協調上的問題，應建立企業級BIM協同設計手冊，為各項工作提供標準和規范。協同手冊內容主要包括BIM設計項目執行計劃模板、協同工作標準、建模方法標準、數據劃分標準、數據互用性標準、文件夾結構及命名規則、顯示樣式標準等。

2.1.2編制設計項目執行計劃

對建筑工程結構進行協同設計，工作要求高、所需要的資源較多，建筑設計企業承接項目后，要根據自身實力和建筑結構設計要求等編制項目執行計劃，嚴格規定協同設計中的各項規定，科學合理的預判設計中可能遇到的困難，并提出行之有效的應對策略，做好萬全準備，使設計工作順利實施。

2.1.3組建團隊，分工明確

根據設計項目執行計劃組件設計團隊，制定項目進度計劃，預估具體設計工作的工作量，分配給團隊中的人員，分工明確。當然，工作分配要合理、合適，才能做到人盡其才，充分發揮每一個人工作潛力。

2.2建立協同工作平臺

在設計過程中，為確保各專業內和專業間BIM模型的有效銜接，使工作寫作、溝通工作順利進行，需要建立協同工作平臺，所有工作都在這一平臺上完成，所有人都利用這一工作進行各自協同作業。協同工作平臺要具備信息管理和人員管理功能，其中的信息管理尤為重要。信息的交流與共享是BIM協同設計中的最重要環節，如果做不到信息及時交流與共享，協同設計工作無法展開。與建筑結構設計相關的信息都要放在這一工作平臺上，如設計規范、圖紙、文字說明文件等，有助于把建筑、結構、水暖電設計等專業系統的聯系起來，便于設計者調用。

2.3建立BIM模型

建立BIM模型是建筑工程結構協同設計中的關鍵環節，在這一環節中，設計者要盡職盡責，做好建模、溝通、協調、審核、修改等工作，高質量、高效率的完成BIM模型建立。結合以往的工程實踐經驗，可以基于建筑信息技術標準CBIMS，采用Revit Structure軟件建立BIM結構模型。在BIM結構模型建立前，搜集建模需要的資料、信息數據，如施工圖紙、裝配圖等，經過建筑結構分析后，由設計團隊搭建三維模型，過程中建設企業、施工監理單位等組織要參與其中，既有查漏補缺、優化設計的效果，也能直觀的理解設計意圖。

在建筑結構三維模型搭建中，標高和軸網是重要的空間定位信息，Revit Structure軟件利用標高和軸網定位各構件元素在模型中的相對空間關系，是建筑結構三維模型形成的基礎和條件。所以，在建模前要先繪制標高和軸網，以此為據建立墻、梁、柱、門、窗等模型構件，逐步完成三維模型建立。為確保這一過程的高效完成，要對建筑工程的層高、標高信息等作出整體規劃，確定各構件元素在模型內的高度信息和空間位置，以便確定各構件的具體位置。

2.4碰撞檢查與設計優化

完成三維模型搭建后，要利用碰撞檢查軟件或已經搭建完成的軟件對建筑結構模型進行各種錯漏碰缺的檢查，及時發現結構設計中的不合理之處，并提出設計優化建議，進一步提高建筑結構設計的科學性與合理性。同時，還要用物理結構模型和結構分析模型，對建筑結構構件的屬性、結構的剛性連接等進行分析，檢查建筑結構的穩定性是否滿足建筑工程設計要求。基于檢查提出的設計優化建議對模型進行調整后，再次進行檢查，確定結構設計合理后才能被運用于實際的工程施工。

3　建筑結構協同設計中的難點及應對措施

就現階段而言，我國在建筑結構協同設計中不存在一種軟件能夠滿足BIM設計的所有需求，建立的模型不可避免的存在錯漏等情況，輕則需要修改、調整，重則要二次建模。為了避免二次建模，要確保不同軟件間的信息流傳暢通，能夠高效的完成不同軟件間的信息轉化，這是建筑結構協同設計的必備條件之一。對此，應不斷開發設計各類BIM軟件和專業軟件之間的接口，順利實現各軟件間數據的順利流傳，減少錯漏、避免二次建模，唯有這樣才能提高設計效率。可是，這樣的接口在市場上少之又少，應加大這方面的經濟投入和人才投入，加大研究力度，盡快的開發設計出這樣的接口，滿足數據流傳需要，使BIM協同設計在建筑工程結構設計中得到更廣泛的應用。

4　結束語

綜上所述，基于BIM技術的建筑結構協同設計是一種高效、優秀的建筑設計方法，其在建筑工程結構設計中的應用，能提高建筑結構設計成果質量，促進了建筑設計技術水平的提高。但是，這種設計方法在應用過程中也存在一些難點問題，需要采用可行的措施加以改善和消除，唯有這樣才能保證設計成果質量優良，滿足建筑工程設計要求，符合相關的規范制度。

[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.

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[5]高興華，張洪偉，楊鵬飛.基于BIM的協同化設計研究[J].中國勘察設計，2015（01）：77～82.

TU318

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1673-0038（2015）42-0095-02

2015-10-2