建筑信息模型应用中建筑结构施工图设计

2018-02-14胡伟

建材与装饰 2018年25期

胡伟

现阶段，建筑信息模式技术水平的不断提高，使其被积极推广应用于建筑结构设计中。利用此技术，使得设计人员能够从繁琐传统设计工作中解脱，深度挖掘设计人员的潜能以及才华。计算机软件技术的发展，设计单位逐渐尝试以及探索应用BIM技术，优化建筑结构设计，逐渐成为建筑设计领域新潮流。

1 建筑信息模型的应用必要性

现代化建筑工程快速发展，对建筑结构设计的要求不断提升，传统的结构设计技术，已经难以和市场相适应，因此建筑信息模型技术应运而生。以BIM技术为例，其为建筑信息模型的一种，在建筑结构施工图设计中，发挥着重要的作用。在实际应用中，其能够解决传统技术遇到的瓶颈问题。通过构建建筑3D模型，发挥模型的各类功能，包括可视化功能和自动碰撞检测功能等，能够优化结构施工图设计，模拟工程施工作业，预测施工环节可能会出现的问题，进而在设计阶段加以控制，保证建筑工程施工作业的进度和质量，促使工程项目建设效益的实现。

2 建筑结构施工图设计中建筑信息模型的具体应用

结合实际案例，分析建筑信息模型在建筑结构施工图设计中的具体应用，做如下论述：

2.1 工程案例

以某建筑工程项目为例，总建筑面积约为13800m2，为幼儿园建筑，规模为6轨18班，预留2轨。此项目结构施工图设计中，选择了BIM建筑信息模型技术，开展施工图设计，取代了CAD软件技术，实现了建筑三维施工图设计。

2.2 梳理工程设计参数

开展建筑结构施工图设计时，要依据建设方设计任务书的具体要求，通过梳理工程设计参数，最终确定建筑工程施工图设计输入条件，按照工程设计条件开展建模。对建筑模型构建期间的相关数据信息，开展统一定义并且输入，生成后期处理相关文件。

2.3 分析和计算力学性能

利用BIM模型功能，开展建筑内部结构力学性能的分析以及计算。在进行分析时，考虑混凝土在建筑施工作业期间极易出现收缩，会影响力学结构性能，因此将此因素考虑进去，开展结构变化分析。利用BIM模型中的各类力学算法，开展变量分析，调整相关模型，进行模型再定义。

2.4 导出IFC模型

完成建筑结构力学性能分析和计算后，形成建筑结构施工模型架构。按照建筑工程相关标准，进行对照分析和参数对比分析，利用建筑信息模型系统，导出IFC模型。完成在IFC模型以及BIM模型构建后，开展数据关联以及耦合处理，完成此项工作，此时的建筑结构施工图基本详细。获得相对完善的建筑结构施工图后，设计人员要结合施工现场的具体情况，结合建设方的调整意见，对施工图进行深度优化和调整，并且将实际的参数属性进行关联添加，完善施工图设计[1]。

2.5 结果分析

从此项目建筑结构施工图设计实际情况来说，应用建筑信息模型技术，开展各项设计工作，不会增加工作量，能够直接生成三维施工效果图。在设计的过程中，通过模拟施工和碰撞检测分析，及时发现碰撞和冲突问题，比如梁高和管线碰撞问题等。将施工环节常见的问题，提前到工程设计阶段，做好问题核查，提出具体的解决措施，提高施工图设计的效率，增强工程设计效果。

3 建筑信息模型的建筑结构施工图设计要点总结

3.1 明确设计流程

不同于传统结构施工图设计技术，建筑信息模型结构施工图设计技术的应用，需要设计人员能够从实际出发，了解不同阶段中两种方式的差异性。传统设计模式下，主要是利用CAD软件，生成的是二维施工图纸[2]。在具体操作中，设计人员依据建筑设计指标相关要求，开展建筑结构分析以及利用。利用建筑信息模型，比如BIM设计技术，在具体操作时，需要提前进行建模，依据建筑设计相关要求，处理文档以及文件。基于BIM模型，对平台信息进行全面分析，提取三维模型中建筑结构构件的相关信息，进而达到建筑工程结构施工图设计流程要求。

3.2 明确模型描述要求

开展建筑结构施工图设计，利用建筑信息模型，主要是物理模型。除此之外，还包括关联信息以及管理信息等。按照各类信息指标的具体要求，分析节点信息形式以及截面设计形式等，各类信息之间具有属性关系，因为模型和视图是不断变化大，因此要结合建筑模型版本信息以及用户权限等，做好对比分析，选择最佳的形式。现行的IFC标准，对建筑结构构件，有着相应的要求。在具体设计的过程中，要从模型指标要求出发，根据柱、梁等的要求，开展施工图设计。构建信息的来源，都为构件实体。在IFC模型设计环节，需要进行实体分析，按照关联实体和建筑实体等的要求，明确建筑楼层之间的关联性，再结合实体要求最终确定。通过构建建筑实体和楼层之间的有效关联后，实现对墙体模型的定义[3]。具体定义情况如下：①关联性定义。在BIM模型设计环节，对关联性设计指标，有着具体的要求，出于关联特性的具体要求考虑，要做好模型信息的概括以及分析。在IFC模型设计环节，因为不同构件的关联程度不同，出于关联性变化考虑，在设计时，要依据模型体系的指标要求最终确定。②非关联性定义。其为两个实体之间的联系以及差异，主实体的修改，会带动着相关参数的变化。

3.3 BIM模型设计

因为BIM模型相对特殊，要做好逻辑结构的全面分析，根据设计流程具体操作。导入IFC模型文件，有着重要的意义。因为其涉及到多个专业，在结构构件模型对比分析时，要明确构件之间存在的属性关系，比如墙体和梁柱之间的关系[4]。因为不同的关联体系，有着明确的联系，因此在设计时，要结合信息模型要求，比如混凝土材料，对BIM模型进行动态扩展，使其具有较强的操作性。考虑到工程对象具有多样化特点，建筑产业结构相对分散，对建筑工程信息，有着相应的要求，要利用当前的框架结构，对比分析数据信息。在IFC标准下，对三种模型扩展方式，有着具体的要求。具体包括实体扩展模式、属性扩展模式、ifc-Proz-y模式。其中，实体扩展模式超出原有架构形式，具有运行效率高的优势，能够有效识别软件。ifc-Proz-y模式灵活性较好，能够支持创新设计，实现大量模型信息扩展。

3.4 BIM系统的实现

作为建筑信息模型的基础系统，BIM系统可以利用有效平台构建，进行二次开发以及利用。依据BIM结构原型开发的具体要求，在具体操作的过程中，为保证数据层合理利用，提供充足的资源以及数据信息，要严格遵守数据库构建的指标要求，合理利用信息资源。利用接口层，能够实现物理存储数据，实现和模型接口的规范衔接。BIM系统中，模型层是核心部分，能够对系统进行综合定义，满足工程施工设计图各类要求。数据层中集成了各类信息，包括系统信息和模型信息等。做好访问设计，能够实现BIM系统的合理操作，实现设计结果规范化检查以及算量统计分析等[5]。