基于BIM的建筑結構設計方法研究

傅才曉

（中石化中原石油工程設計有限公司，河南濮陽457001）

基于BIM的建筑結構設計方法研究

傅才曉

（中石化中原石油工程設計有限公司，河南濮陽457001）

信息時代計算機技術迅猛發展，推動了建筑工業經濟水平的顯著提高，由此建筑信息模型(簡稱BIM)應運而生，給建筑業帶來了一場信息技術革命。論文分析了基于BIM的建筑結構設計的特點以及具體步驟，以供參考和借鑒。

BIM；建筑結構；設計；方法

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.010

1 基于BIM平臺設計的特點

通過BIM平臺進行建筑結構設計，減少了建筑施工過程中的設計變更，具體來說，其主要的特點包括以下幾點。

1.1 可視化程度高

建筑方案是建筑設計的開端，初步設計完成后會交由結構工程師，結構工程師根據建筑平面圖的布局和構造對結構方案和構件截面尺寸進行初步判定。通過BIM平臺進行建筑結構設計具有可視化的優勢，結構工程師可以通過BIM平臺在擬定的建筑模型中提取結構分析所用的數據，并對這些數據進行修改和計算，也可以直接在模型內部布置結構構件，在此基礎上可以建立結構初步模型，之后經過精確的試算比較，最終確定結構施工圖模型并交給建筑師，對建筑模型和施工圖進行進一步的優化，提高設計的精確度。

1.2 協同設計效率高

BIM平臺可以為建筑涉及到的各個專業提供工作集成模式，各個專業可以共享中心坐標。BIM協同平臺會在模型出現變動時對各專業的相應工作集及時、自動發送預警，有利于根據具體的變化做出相應的修改。在確定結構模型后要與設備模型進行碰撞分析，相互溝通協調后確定最終的施工圖模型。

1.3 參數化設計

BIM平臺主要依托數據信息建立和維護建筑模型，設計過程也就是添加設計數據信息的過程。利用BIM平臺進行建筑結構設計也是參數驅動設計過程，BIM設計平臺的參數具有聯動性，結構工程師修改模型中的構建尺寸時也就相應修改了施工圖，修改一處也會牽動其他地方的改變，便捷了設計的修改和調整。

2 基于BIM的建筑結構設計具體步驟

BIM平臺的應用是第二次建筑設計方式改革，其特點是參建的各專業工程師在布置構件和設計建筑信息時，只需有效利用計算機軟件技術構建出來的虛擬三維空間，BIM設計階段的流程如圖1所示。

圖1 基于BIM平臺的建筑工程設計流程

2.1 方案階段

在建筑方案階段，注重的重點內容是建筑的外形環境藝術和主體格局，需要各專業工程師從藝術形式、建筑功能、結構力學等多角度分析結構主體布局，此過程可以通過BIM平臺將設計成果展示在三維空間內，并通過與結構工程師的協調，確定初步的建筑設計和結構設計方案。

2.2 初步設計階段

2.2.1 加載BIM建筑模型

結構主體構件設計要以建筑模型為主體，在不影響建筑藝術效果和使用功能的基礎上，修改建筑模型。Revit是BIM平臺的核心建模軟件，具有可視化的特點，可在新建的結構樣板中導入或鏈接建筑模型和方案設計的CAD文件。

2.2.2 布置受力構件

BIM平臺核心建模軟件的平面視圖與三維模型的參數是相互關聯的，所以在平面圖中繪制構件時，三維視圖相應的位置也會出現一致的構件。結構工程師可以根據建筑初步模型布置豎向承重構件、水平構件和豎向抗側力構件，利用建筑模型作為參照可以減少結構構件與建筑構件的碰撞沖突[1]。

2.2.3 檢查模型并導入有限元分析軟件

BIM平臺的數據可以共享，所以選擇結構有限元分析軟件時要注意：（1）具備相應的與建模軟件數據交換接口，通過直接或間接方式，將結構模型中的幾何尺寸、荷載工況等轉換成軟件中的分析數據，防止重復建模問題；（2）經過計算分析并調整后的模型，通過有限元分析軟件再次反饋到建模軟件中，有利于更新或修改原始模型。

2.3 施工圖階段

此階段的任務是將各專業最終模型反饋到二維圖紙上，同時結合建筑、結構、水暖電各專業需求，優化建筑和結構專業模型。BIM核心建模軟件是基于參數化設計的建模軟件。所以完成建筑或結構模型后可以通過各個標高的平面視圖轉換成施工圖，并且發生變更時，一處發生改動，其他相圖紙相應處也會跟著改動。

【1】李寶鑫,張津奕,劉軍,等.基于BIM的建筑可持續設計方法研究與實踐[J].綠色建筑,2015(3):67-71.

Research on Structural Design Method Based on BIM

FU Cai-xiao

(Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Design Co.Ltd.,Puyang 457001,China)

The fast development of computer technology in the information age promotes a significant increase of the economic of construction industry;asa result,building information mode(briefly named BIM)is produced,bringing a information technology revolution to the construction industry.This paper analyzes the features and specific steps of the building structure design based on BIM，to provide a reference.

BIM；building structure；design；methods

TU3

A

1007-9467（2016）08-0018-01

2016-07-20

傅才曉（1980～），男，遼寧人，工程師，從事建筑結構設計