基于BIM的建筑結構設計方法研究

張杰（北京物資學院，北京101149）

基于BIM的建筑結構設計方法研究

張杰
（北京物資學院，北京101149）

近年來，隨著我國城市化進程的不斷加快，建筑項目也越來越多，人們對建筑的要求也逐漸提高，建筑物的設計方式越來越復雜，BIM設計方法的出現，完美地解決了這些問題。論文主要從BIM的概念出發，對基于BIM的建筑結構設計方法進行了詳細的分析，希望能夠給相關人員提供一定的參考。

BIM；特點；設計方法

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.105

1 引言

利用月IM平臺，建筑行業在生產與運維方面都得到了很大的改善，而且，與建筑相關的各個單位，包括建筑單位、施工單位、建筑師以及工程師都能夠在第一時間了解與該建筑相關的各種信息，使建筑的全生命周期更加的透明化。

2 BIM基本的概念

月IM，英文全稱是月uilding Information Model，最早是被美國的建筑學博士Chuck Eastman提出的。月IM建筑平臺，整合了與建筑相關的所有信息[1]，包括建筑的設計、施工與維護等階段。通過月IM建筑平臺，相關管理人員可以隨時根據項目的進度刪除或添加信息，不僅提高了建筑項目的完成效率，而且對保證建筑的質量也具有積極影響。而且，在月IM平臺中創建的三維模型，還可以被轉化為2D施工圖，供相關專業人員分析。因此，我們說，月IM平臺的出現，使建筑項目的整體生命周期更加完善和統一。

3 基于BIM的建筑設計方法

以月IM為基礎平臺的建筑設計方法，優勢比較明顯[2]。傳統的建筑設計需要相關人員對照二維平面圖想象三維立體圖，增加了設計人員的工作量。而在月IM平臺上，建筑設計人員可以借助相關計算機軟件，直接在三維空間上設計建筑物的構建信息，大大簡化了設計人員的工作，月IM平臺的建筑總設計流程如圖1所示。

3.1 方案確定階段

在建筑工程項目的方案確定階段，主要的側重點有2個，即建筑物的主體格局與建筑物的外形藝術[3]。利用月IM平臺和相關計算機軟件，建筑結構師與建筑設計師可以很好地協調并確定建筑結構設計方案。

3.2 初步設計階段

在項目的初步設計階段，需要進行以下工作。

1）加載月IM建筑模型。該過程需要始終以整個建筑模型為中心，并確保不對建筑的使用功能與藝術效果產生影響。在月IM平臺，利用Revit軟件的可視化功能，在新建的結構樣板中可以直接導入或鏈接建筑物的模型與設計方案的CAD文件。

2）布置受力構件。如圖2所示，在平面圖中繪制相關部件之后，相應的三維立體圖就會將其呈現出來，也就是說，月IM核心建模軟件中的平面視圖與三維模型是互相關聯的一個整體。

圖2 平面結構布置工作模式

3）檢查模型并導入有限元分析軟件。在月IM平臺中，完成了結構建模之后，就要選擇合理的結構有限元計算軟件進行試算。這些軟件將會對建筑模型中的相關數據，例如，模型中的幾何尺寸、荷載工況或者邊界約束條件等進行分析，并將結構反饋給月IM平臺，以便對結構模型進行修改和更新。

3.3 施工圖階段

建筑項目施工過程需要按照二維圖紙進行，所以需要將之前多次修改與補充的最佳三維立體模型轉化為二維模型，并反映到圖紙上，以便施工人員按照圖紙進行施工，這就是施工圖階段的主要任務。當然，在整理施工圖紙的時候，還需要進一步對建筑的結構和水暖電等專業進行綜合考慮，確保模型得到進一步的優化。施工圖階段最終的成果文件需要滿足設備材料采購、非標準設備制作和施工要求的建筑、結構、設備等各專業對圖紙的要求。月IM核心建模軟件 Revit Architecture和Revit Structure是基于參數化設計的建模軟件。當建筑或結構模型完成后，可以通過各個標高的平面視圖轉換成施工圖，并且當后期設計發生變更時，無論直接修改Revit項目瀏覽器的施工圖，還是在三維模型中修改，其他視圖相應位置的構件都會做相關聯的修改，即一處發生改動，其他相圖紙相應處也會跟著改動。此外，圖中每個視圖都是由三維模型生成的，視圖與視圖之間也是相關聯的。通過Revit系列軟件的項目瀏覽器可以高效管理設計圖紙，施工圖設計說明等圖紙文件。

4 結語

綜上所述，利用月IM平臺對建筑進行設計，不僅提高了建筑模型的設計精度，而且可以確保建筑模型中各個專業的模塊設計更加協調統一。同時，在整個建筑模型的設計過程中，設計人員都可以直接觀看到相應的三維立體圖形，避免了后期對模型的大量修改。此外，在對建筑模型進行數據參考的時候，對一處進行修改，其他圖中與之相關聯的地方也隨之更改，大大減輕了工作人員的工作量。可見，月IM技術的應用，使我國在建筑設計方面取得了巨大的進步。

【1】榮華金.基于月IM的建筑結構設計方法研究[D].合肥：安徽建筑大學,2015.

【2】趙霞.建筑工業4.0視角下基于月IM的建筑集成設計方法研究[D].北京：北京交通大學,2015.

【3】王加峰.建筑工程月IM結構分析與設計方法研究[D].武漢:武漢理工大學,2013.

Research on Design Method of Building Structure Based on BIM

ZHANG Jie
(Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

In recent years,along withour country's urbanization advancement speeding up unceasingly, the construction projects in our countrymore andmore, the construction requirement also gradually improve, therefore, the design of the building more and more complex, at this time,the emergence of BIM design method perfectly solve these problems. In this paper, starting from the related concept of BIM, the structure designmethod based on BIM has carried on the detailed analysis,hoping to provide certain reference to the related people.

BIM;characteristic;design method

TU17;TU318

A

1007-9467（2016）12-0010-02

2016-10-20

張杰（1978～），男，北京人，高級工程師，從事工程項目管理及建筑結構設計研究。