基于BIM技术的建筑工程施工图设计

赵嘉健

近年来，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术广泛应用于建筑设计中，特别是对建筑结构设计工作具有较强的实用性。建筑结构作为工程项目中的重要环节，设计人员必须结合现场实际情况设计施工图，确保满足各方面要求，提高建筑的美观性和功能性。随着建筑结构施工图的设计难度不断增加，设计人员有必要将BIM技术应用到建筑结构设计中，提高设计的整体性。基于此，本文重点分析基于BIM 技术的建筑工程施工图设计[1]。

1 BIM 技术概述

BIM 技术是建筑学、工程学及土木工程领域的新工具，已经得到业界的广泛认可。BIM 技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供一个工程信息交换和共享的平台。

2 工程案例

2.1 工程概况

项目坐落在江西省南昌市新建区长堎镇红湾公路南侧，项目总用地面积为39 589 m2，主要包括两层商业楼和两座高度为202 m 的超高层塔楼，地上总建筑面积为144 900 m2，包括酒店、商业楼和办公区域等；地下室共两层，总建筑面积为6 168 m2，包括设备空间、酒店空间和办公空间等。本文通过BIM 技术设计商业楼的结构施工图。

2.2 设计过程

第一，利用Revit 平台构建建筑模型和结构模型，如图1 所示。不同专业分开建模的方式有利于工作人员后期自动生产施工图，但对于复杂建筑物，不同专业在相互配合时的便捷程度不足。

图1 Revit 结构模型

第二，将结构模型导入结构计算软件中实时分析结构数据。对于大型建筑物，这种建模方式对计算机性能要求很高，一般情况下很难满足，且从Revit 平台引入的结构模型并不具备标准层概念，在结构计算模型荷载控制方面会产生较大的工作量。因此，工作人员在规划施工图模块时要根据计算结果进行合理调整。

第三，将平法施工图文件上传至Revit 平台中生成BIM 施工图，如图2 所示。在结构施工图生成过程中，虽然能通过人工控制来合理调整具体计算结果和图纸内容，但干预程度较低，无法满足施工图设计要求。另外，如果利用平法施工图进行梁配筋，就要提前确定梁的跨数和布置，而软件注重体现计算结果，无法准确表达结构工程的设计意图，导致后期需要大量调整，降低设计效率[2]。

图2 BIM 施工图

3 基于BIM 技术在建筑工程施工图设计

3.1 为建筑材料选择提供数据资源

建筑工程结构施工图是指导工程局部结构和整体结构的重要手段，而利用BIM 技术能提前预测建筑工程结构施工隐患[3]。目前，Revit 结构钢筋建模主要包括插件建模和手动建模2 种方式。钢筋建模时可先利用插件方式构建整体钢筋模型，再利用手动方式做出局部调整，该方式不仅能提高钢筋建模效率，还能确保建模准确性达到预期标准。Revit 结构钢筋建模如图3 所示。结构构件作为整个结构建模的基础环节，其设计过程要根据实际需求来建立结构构件族，形成多样化构件族库[4]。在构建实例过程中要选择相同类型的构件族，确定正确的实例参数后再严格按照轴网、标高的不同将其分类，从而完成整个构件的实例构建工作。结构主体模型构建完成后，再以模型为基础开展不同类型的项目[5]。

图3 Revit 结构钢筋建模

3.2 优化碰撞检查效果

建筑碰撞检查是建筑图纸设计中最重要的环节，有利于工作人员综合评估不同类型的设计方案，并在第一时间找到管线碰撞位置，以合理调整设计方案。通过利用BIM 可视化技术能让设计人员在建设前检测管线、工艺设备的基本情况，不仅能够有效解决日常碰撞问题，还能优化工程设计图纸，降低施工中人工因素带来的损失，将返工概率控制在合理范围内。同时，施工人员可利用优化后的三维管线进行后期施工模拟和施工交底工作（图4），有效提升工程施工质量。

图4 建筑碰撞检查

另外，通过使用轻量化模型技术还能将不同专业的三维模型数据完整呈现并全部储存在三维模型中，再利用标识签标注碰撞点，当出现碰撞问题时工作人员能通过标注及时找到碰撞位置[6]。

3.3 指导施工过程

首先，在正式施工前，技术人员要将BIM 模型呈现在施工人员面前，使其能够全面掌握施工图中的具体内容以及施工中需要注意的事项，从而降低传统二维图纸在传达施工内容时存在的问题，有效提升施工效率。

其次，要实现多部门协调管理。不同部门间的协调性不仅能保证建筑工程顺利进行，还能确保工程在预期时间内竣工。目前，在工程施工中由于受到各种外在因素影响，如技术差异、专业协调以及施工环境等，导致各部门间相互协调性较差，从而出现各种问题。而通过BIM 技术能准确预留预埋、模拟施工过程以及检查建筑净高等，从而提前发现施工中隐藏的问题，避免严重影响施工质量。同时，通过解决协调问题能减少返工概率，合理控制工程建设成本，为建筑企业带来巨大的经济效益。

最后，BIM 技术能优化现场布置，为平面布置工作提供丰富的数据资源。通过构建建筑模型和场地模型整合工程项目所有资源，并采用数据信息的方式将其引入到模型中（图5），真实模拟场地平面布置并提前设置工程进度计划，真实模拟整个工程不同阶段的基本情况，合理控制工程工期[7]。

图5 建筑模型

4 结语

随着科学技术的不断发展，BIM 技术在建筑施工图设计中逐渐普及，并取得不错的效果。虽然BIM 技术具有便捷性、高效性等优点，但在建筑设计阶段仍存在很多问题。导致出现该问题的原因很多，如设计企业目光短浅、设计师思维发散能力不足以及建筑行业制度不健全等。

因此，建筑企业要提高对BIM 技术的重视程度，将其应用到日常工程建设环节中，这样不仅能保证建筑工程项目建设质量达到行业标准，还能提升施工图纸的规范性，推动整个工程施工顺利进行。