基于BIM技术的建筑结构协同设计探讨

郭丛之

（江西省建筑设计研究总院 江西 南昌 330046）

基于BIM技术的建筑结构协同设计探讨

郭丛之

（江西省建筑设计研究总院 江西 南昌 330046）

目前，采用建筑信息模型（以下简称BIM）的建筑设计单位数量越来越多，大幅度提高了建筑工程设计水平。本文从结构专业角度入手，简要分析了基于BIM技术的协同设计及其在建筑结构设计中的应用。同时，着重探讨了设计应用中的难点，并提出了相应的解决措施，以期为建筑工程设计提供一定的参考借鉴。

BIM技术；建筑结构设计；协同设计；三维模型

近年来，BIM技术在我国建筑工程设计领域中的应用日益广泛，与BIM相关软件的应用水平也大幅度提高，越来越多的建筑设计单位开始采用BIM技术提高设计成果质量，并且取得了相当好的效果。一直以来，建筑工程结构设计都是一个复杂而琐碎的工作，既要考虑各方利益，又要保证工程设计成果质量，而引用BIM技术后，通过建筑信息模型能加快决策进度、提高决策质量，高效、协同的进行建筑结构设计，能全面的提高项目质量、降低项目成本。对于建筑设计单位来说，借助BIM技术进行建筑结构系统设计不仅利于提高设计成果质量，更能提高工作效率，满足各方和建筑结构设计要求，所以应当加大BIM技术建筑结构协同设计的应用研究，有着巨大的现实意义。

1　基于BIM技术的协同设计

BIM是一种以建筑工程项目中的各项相关信息数据为基础，利用计算机三维模型建立起来的数据库，包含了建筑工程项目的全部参数信息。这些参数信息是动态变化的，在建筑工程实施的不同阶段（规划、设计、施工、运营、维护等）可以被不同的利益相关方提取、更新、修改，使各方利用BIM平台直观的进行各自职责的协同作业，加快了项目进程，提高了项目决策质量。

在建筑结构设计中应用BIM技术，为工程设计师提供了一个协同工作的技术平台，也使得生产部门、管理部门借助同一个技术平台协同工作，有效解决了传统建筑结构设计中的操作平台问题，改变了传统的建筑结构设计工作模式。同时，这一模型的建立为业主、施工企业、制造商等提供了一个协同工作平台，他们可以直接通过BIM模型提取、更新、修改相关的参数信息，进一步提高了项目决策速度和质量。因此，基于BIM技术的建筑结构协同设计能考虑各利益相关方的需求，优化工程设计，降低工程设计错误与工程变更的可能性，确保工程质量。

2　基于BIM技术的建筑结构协同设计的应用实践

2.1设计前准备工作

2.1.1建立协同工作手册

由于基于BIM技术的建筑结构协同设计采用的是一种协同工作方式，为了使设计工作顺利实施，避免相互碰撞，产生协调上的问题，应建立企业级BIM协同设计手册，为各项工作提供标准和规范。协同手册内容主要包括BIM设计项目执行计划模板、协同工作标准、建模方法标准、数据划分标准、数据互用性标准、文件夹结构及命名规则、显示样式标准等。

2.1.2编制设计项目执行计划

对建筑工程结构进行协同设计，工作要求高、所需要的资源较多，建筑设计企业承接项目后，要根据自身实力和建筑结构设计要求等编制项目执行计划，严格规定协同设计中的各项规定，科学合理的预判设计中可能遇到的困难，并提出行之有效的应对策略，做好万全准备，使设计工作顺利实施。

2.1.3组建团队，分工明确

根据设计项目执行计划组件设计团队，制定项目进度计划，预估具体设计工作的工作量，分配给团队中的人员，分工明确。当然，工作分配要合理、合适，才能做到人尽其才，充分发挥每一个人工作潜力。

2.2建立协同工作平台

在设计过程中，为确保各专业内和专业间BIM模型的有效衔接，使工作写作、沟通工作顺利进行，需要建立协同工作平台，所有工作都在这一平台上完成，所有人都利用这一工作进行各自协同作业。协同工作平台要具备信息管理和人员管理功能，其中的信息管理尤为重要。信息的交流与共享是BIM协同设计中的最重要环节，如果做不到信息及时交流与共享，协同设计工作无法展开。与建筑结构设计相关的信息都要放在这一工作平台上，如设计规范、图纸、文字说明文件等，有助于把建筑、结构、水暖电设计等专业系统的联系起来，便于设计者调用。

2.3建立BIM模型

建立BIM模型是建筑工程结构协同设计中的关键环节，在这一环节中，设计者要尽职尽责，做好建模、沟通、协调、审核、修改等工作，高质量、高效率的完成BIM模型建立。结合以往的工程实践经验，可以基于建筑信息技术标准CBIMS，采用Revit Structure软件建立BIM结构模型。在BIM结构模型建立前，搜集建模需要的资料、信息数据，如施工图纸、装配图等，经过建筑结构分析后，由设计团队搭建三维模型，过程中建设企业、施工监理单位等组织要参与其中，既有查漏补缺、优化设计的效果，也能直观的理解设计意图。

在建筑结构三维模型搭建中，标高和轴网是重要的空间定位信息，Revit Structure软件利用标高和轴网定位各构件元素在模型中的相对空间关系，是建筑结构三维模型形成的基础和条件。所以，在建模前要先绘制标高和轴网，以此为据建立墙、梁、柱、门、窗等模型构件，逐步完成三维模型建立。为确保这一过程的高效完成，要对建筑工程的层高、标高信息等作出整体规划，确定各构件元素在模型内的高度信息和空间位置，以便确定各构件的具体位置。

2.4碰撞检查与设计优化

完成三维模型搭建后，要利用碰撞检查软件或已经搭建完成的软件对建筑结构模型进行各种错漏碰缺的检查，及时发现结构设计中的不合理之处，并提出设计优化建议，进一步提高建筑结构设计的科学性与合理性。同时，还要用物理结构模型和结构分析模型，对建筑结构构件的属性、结构的刚性连接等进行分析，检查建筑结构的稳定性是否满足建筑工程设计要求。基于检查提出的设计优化建议对模型进行调整后，再次进行检查，确定结构设计合理后才能被运用于实际的工程施工。

3　建筑结构协同设计中的难点及应对措施

就现阶段而言，我国在建筑结构协同设计中不存在一种软件能够满足BIM设计的所有需求，建立的模型不可避免的存在错漏等情况，轻则需要修改、调整，重则要二次建模。为了避免二次建模，要确保不同软件间的信息流传畅通，能够高效的完成不同软件间的信息转化，这是建筑结构协同设计的必备条件之一。对此，应不断开发设计各类BIM软件和专业软件之间的接口，顺利实现各软件间数据的顺利流传，减少错漏、避免二次建模，唯有这样才能提高设计效率。可是，这样的接口在市场上少之又少，应加大这方面的经济投入和人才投入，加大研究力度，尽快的开发设计出这样的接口，满足数据流传需要，使BIM协同设计在建筑工程结构设计中得到更广泛的应用。

4　结束语

综上所述，基于BIM技术的建筑结构协同设计是一种高效、优秀的建筑设计方法，其在建筑工程结构设计中的应用，能提高建筑结构设计成果质量，促进了建筑设计技术水平的提高。但是，这种设计方法在应用过程中也存在一些难点问题，需要采用可行的措施加以改善和消除，唯有这样才能保证设计成果质量优良，满足建筑工程设计要求，符合相关的规范制度。

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[5]高兴华，张洪伟，杨鹏飞.基于BIM的协同化设计研究[J].中国勘察设计，2015（01）：77～82.

TU318

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1673-0038（2015）42-0095-02

2015-10-2