BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究

趙華英 李元齊 陸 揚(yáng)

(1.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092;2.上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)工程建設(shè)咨詢有限公司，上海 200041)

1 引言

BIM(Building Information Modelling)技術(shù)的概念到2008 年左右被國內(nèi)的建筑行業(yè)廣泛接受并開始應(yīng)用。到今天，BIM 技術(shù)已經(jīng)是建筑行業(yè)在進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)過程中不可或缺的部分。BIM 技術(shù)最早在設(shè)計(jì)階段被廣泛應(yīng)用，但目前BIM 技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)更多的被用在施工階段，設(shè)計(jì)階段的BIM 技術(shù)應(yīng)用大多還是應(yīng)用于設(shè)計(jì)輔助。

BIM 的成功實(shí)施需要決策層的政策支持和執(zhí)行層的實(shí)施決心［1］。國家為進(jìn)一步加強(qiáng)建筑企業(yè)信息化建設(shè)，不斷提高信息技術(shù)應(yīng)用水平，促進(jìn)建筑業(yè)技術(shù)進(jìn)步和管理水平提升，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)了《2011～2015 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》(以下簡稱“《綱要》”)?！毒V要》提出，“十二五”期間，基本實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應(yīng)用，加快建筑信息模型(BIM)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等新技術(shù)在工程中的應(yīng)用，推動(dòng)信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，促進(jìn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件的產(chǎn)業(yè)化，形成一批信息技術(shù)應(yīng)用達(dá)到國際先進(jìn)水平的建筑企業(yè)［2］。

《綱要》對(duì)企業(yè)信息化建設(shè)、專項(xiàng)信息技術(shù)應(yīng)用和信息化標(biāo)準(zhǔn)分別提出了具體目標(biāo)。其中勘察設(shè)計(jì)類，要求完善提升企業(yè)管理系統(tǒng)，強(qiáng)化勘察設(shè)計(jì)信息資源整合，逐步建立信息資源的開發(fā)、管理及利用體系;推動(dòng)基于BIM 技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用，提高工程勘察問題分析能力，提升檢測(cè)監(jiān)測(cè)分析水平，提高設(shè)計(jì)集成化與智能化程度。2014年10 月，上海市政府也對(duì)BIM 技術(shù)應(yīng)用和推廣下發(fā)了市建設(shè)管理委《關(guān)于在本市推進(jìn)建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)意見》。

在國家和地方政府的建設(shè)管理部門關(guān)于推廣BIM 技術(shù)的大環(huán)境下，規(guī)劃、勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)等相關(guān)單位都開始主動(dòng)采用BIM 技術(shù)，設(shè)計(jì)作為項(xiàng)目建設(shè)過程的前端，設(shè)計(jì)單位對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣有著指向性作用。而設(shè)計(jì)師直接采用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)已經(jīng)是不可避免的趨勢(shì)。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國外現(xiàn)狀

BuildingSMART 聯(lián)盟下屬的美國國家BIM 標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目委員會(huì)(the National Building Information Model Standard Project Committee-United States，NBIMS -US)是專門負(fù)責(zé)美國國家BIM 標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定。2012 年5 月，NBIMS-US 發(fā)布NBIMS的第二版的內(nèi)容。NBIMS 第二版的編寫過程采用了一個(gè)開放投稿(各專業(yè)BIM 標(biāo)準(zhǔn))、民主投票決定標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，因此，也被稱為是第一份基于共識(shí)的BIM 標(biāo)準(zhǔn)。

英國建筑業(yè)BIM 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)已于2009 年11 月發(fā)布了英國建筑業(yè)BIM 標(biāo)準(zhǔn)、于2011 年6 月發(fā)布了適用于Revit 的英國建筑業(yè)BIM 標(biāo)準(zhǔn)、于2011 年9 月發(fā)布了適用于Bentley 的英國建筑業(yè)BIM 標(biāo)準(zhǔn)。

新加坡建筑管理署(Building and Construction Authority，BCA)2012 年5 月發(fā)布了《新加坡建筑信息模型BIM 指南》，旨在推動(dòng)BIM 技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。

澳大利亞、加拿大、冰島、日本、韓國等國家也相繼出臺(tái)了BIM 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)劃。國際上已經(jīng)發(fā)布的BIM 標(biāo)準(zhǔn)主要可以分為兩類:第一類是行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn):由行業(yè)性協(xié)會(huì)或機(jī)構(gòu)提出的推薦做法，通常不具有強(qiáng)制性，第二類為針對(duì)具體軟件的使用指南，是針對(duì)BIM 軟件應(yīng)用的指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)［3］。各發(fā)達(dá)國家或地區(qū)政府部門都根據(jù)本國或地區(qū)的行業(yè)情況，制定了相應(yīng)的政府政策來保障BIM 在行業(yè)內(nèi)的發(fā)展應(yīng)用。雖然他們的建筑業(yè)管理體制、行業(yè)發(fā)展水平及信息化建設(shè)現(xiàn)狀有所不同，但在BIM 政府政策上的許多方面存在共同特點(diǎn)［4］。

2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

香港房屋署自2006 年起，已率先試用建筑信息模型;為了成功地推行BIM，自行訂立BIM 標(biāo)準(zhǔn)、用戶指南、組建資料庫等等設(shè)計(jì)指引和參考。這些資料有效地為模型建立、管理檔案，以及用戶之間的溝通創(chuàng)造良好的環(huán)境。2009 年11 月，香港房屋署發(fā)布了BIM 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)［5］。

2010 年，清華大學(xué)通過研究，參考NBIMS，結(jié)合調(diào)研提出了中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架(簡稱CBIMS)，并且創(chuàng)造性地將該標(biāo)準(zhǔn)框架分為面向IT的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與面向用戶的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。

2012 年1 月，住建部“關(guān)于印發(fā)2012 年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂修訂計(jì)劃的通知”宣告了中國BIM標(biāo)準(zhǔn)制定工作的正式啟動(dòng)，其中包含五項(xiàng)BIM 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程信息模型存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》、《制造工業(yè)工程設(shè)計(jì)信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》。其中，《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的編制采取“千人千標(biāo)準(zhǔn)”的模式，邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)相關(guān)軟件廠商、設(shè)計(jì)院、施工單位、科研院所等近百家單位參與標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目/課題/子課題的研究。至此，工程建設(shè)行業(yè)的BIM 熱度日益高漲［6］。

3 研究目的和思路

BIM 概念的提出已有40 余年，BIM 技術(shù)應(yīng)用也有十幾年的過程，BIM 技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在工程建設(shè)過程的各個(gè)階段，設(shè)計(jì)階段的BIM 應(yīng)用也日趨成熟?，F(xiàn)在從國家到地方的建設(shè)管理部門都在制定或者已經(jīng)發(fā)布BIM 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)作為BIM 應(yīng)用的落地單位，必須制定出與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相符合的具有可操作性的企業(yè)級(jí)BIM 標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)的BIM 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括更具體的BIM 應(yīng)用方法，比如，BIM 應(yīng)用的目的、使用BIM 的主體、BIM 應(yīng)用范圍、BIM 模型建模方法、BIM 模型詳細(xì)程度、協(xié)同工作程序以及模型的評(píng)價(jià)方式等有關(guān)項(xiàng)目的BIM 應(yīng)用準(zhǔn)則［7］。

設(shè)計(jì)階段是整個(gè)工程建設(shè)過程的起始階段，也是建設(shè)項(xiàng)目從無到有的創(chuàng)造性階段，設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣決定著建設(shè)項(xiàng)目的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)階段的BIM 標(biāo)準(zhǔn)研究成果對(duì)設(shè)計(jì)師采用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作起到指導(dǎo)和示范作用，幫助設(shè)計(jì)師轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，為下一階段的BIM 實(shí)施提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的建筑信息模型文件，實(shí)現(xiàn)BIM 模型的共享性、信息的連續(xù)性，為整個(gè)項(xiàng)目的協(xié)同交付打下良好的基礎(chǔ)。

企業(yè)實(shí)施BIM 規(guī)劃時(shí)，宜從單項(xiàng)BIM 專業(yè)應(yīng)用入手，先選擇幾個(gè)關(guān)鍵的BIM 應(yīng)用點(diǎn)實(shí)現(xiàn)BIM 應(yīng)用的單項(xiàng)突破，再通過建立BIM 試點(diǎn)項(xiàng)目的方式，逐步擴(kuò)展到多階段、多專業(yè)的集成應(yīng)用，不斷積累和總結(jié)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，最終建立起適合企業(yè)自身需要的BIM 技術(shù)解決方案和協(xié)同工作平臺(tái)［8］。

本文著重研究BIM 在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別定位在企業(yè)級(jí)，目的是結(jié)構(gòu)工程師在采用BIM 技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)能有一個(gè)比較明確的指導(dǎo)文件，研究過程提出采用目前主流的BIM 系統(tǒng)軟件Autodesk Revit 系列作為設(shè)計(jì)使用軟件。

4 標(biāo)準(zhǔn)主要研究內(nèi)容

4.1 適用范圍

標(biāo)準(zhǔn)中的功能術(shù)語和參考均主要基于Autodesk Revit 及Autodesk 系列平臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、改建、擴(kuò)建的民用建筑中的BIM 設(shè)計(jì)。采用本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基于BIM 的建筑設(shè)計(jì)時(shí)，尚應(yīng)符合國家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)適用于民用建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)結(jié)合公司現(xiàn)行的ISO 質(zhì)量管理文件使用。

4.2 BIM 執(zhí)行計(jì)劃

在具體選擇某個(gè)建設(shè)項(xiàng)目要實(shí)施的BIM 應(yīng)用以前，首先要為項(xiàng)目確定BIM 目標(biāo)，這些BIM目標(biāo)必須是具體的、可衡量的，以及能夠促進(jìn)建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營成功進(jìn)行的［9］。在BIM 設(shè)計(jì)階段實(shí)施過程中，為有效應(yīng)用BIM，項(xiàng)目組應(yīng)當(dāng)在項(xiàng)目的初期制定一個(gè)《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》。該計(jì)劃包含項(xiàng)目組在整個(gè)項(xiàng)目過程中需要遵循的整體目標(biāo)和實(shí)施細(xì)節(jié)。計(jì)劃應(yīng)在項(xiàng)目的開始階段就要明確下來，以便指定的新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)加入后能更好的適應(yīng)項(xiàng)目。確定BIM實(shí)施目標(biāo)、選擇合適的BIM 應(yīng)用，是BIM 實(shí)施策劃制訂過程中最重要的工作，BIM 目標(biāo)的定義必須具體、可衡量［10］。

《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》有利于業(yè)主和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)記錄達(dá)成一致的BIM 說明書、模型深度和BIM項(xiàng)目流程?！吨骱贤窇?yīng)當(dāng)參考《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》確定項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在提供BIM 成果中的角色和職責(zé)。BIM 時(shí)代，各階段設(shè)計(jì)的責(zé)任，

需要完善什么模型信息，完善多少信息都要有明確的界定，各工種之間需要以何種形式和成熟度的模型交互數(shù)據(jù)也應(yīng)有明確的界定［11］。

4.3 結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM 設(shè)計(jì)解決方案(常用)

設(shè)計(jì):美國歐特克軟件(中國)有限公司的Revit Structure、Auto CAD、美國RobertMcNeel＆Associates 公司的Rhinoceros;

計(jì)算分析:中國建筑科學(xué)研究院建研科技股份有限公司設(shè)計(jì)軟件事業(yè)部的PKPM、中國盈建科公司的YJK、美國CSI 公司的ETABS;

輔助計(jì)算分析:美國CSI 公司的SAP2000、韓國邁達(dá)斯技術(shù)有限公司的MIDAS Building＆MIDAS Gen;

高級(jí)有限元分析:法國達(dá)索SIMULIA 公司的ABAQUS、美國ANSYS 公司的ANSYS。

模型整合:美國歐特克軟件(中國)有限公司的Navisworks。

4.4 結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM 設(shè)計(jì)基本原則

(1)結(jié)構(gòu)2D 平面布置圖應(yīng)與Revit 的3D 模型相關(guān)聯(lián)，不應(yīng)與Revit3D 模型脫離，所生產(chǎn)的圖紙始終與模型邏輯相關(guān)，當(dāng)模型發(fā)生變化時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的圖形和標(biāo)注將自動(dòng)更新［12］;

(2)結(jié)構(gòu)專業(yè)3D 模型應(yīng)與建筑、設(shè)備等相關(guān)專業(yè)協(xié)同工作;

(3)結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM 模型應(yīng)作為設(shè)計(jì)的主模型，應(yīng)與計(jì)算分析的有限元模型一致;

(4)BIM 結(jié)構(gòu)專業(yè)負(fù)責(zé)人定期管理中心文件，保證對(duì)外模型的及時(shí)更新;

(5)BIM 模型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的標(biāo)注信息應(yīng)采用“參數(shù)共享”的方法與構(gòu)件幾何尺寸相關(guān)聯(lián)，并能出現(xiàn)在明細(xì)表中;

(6)分析模型中對(duì)構(gòu)件的修改宜采用僅將修改構(gòu)件數(shù)據(jù)返回BIM 模型，不宜將計(jì)算模型全部返回BIM 模型;

(7)當(dāng)模型不作為分析用途時(shí)宜不啟用構(gòu)件的分析模型選項(xiàng);

(8)對(duì)于空間布置的構(gòu)件(起終點(diǎn)標(biāo)高不同)，建模時(shí)應(yīng)統(tǒng)一使用“起終點(diǎn)標(biāo)高偏移”或“軸偏移值”構(gòu)件，不宜混合使用。

(9)BIM 模型坐標(biāo)未經(jīng)同意不得修改;

(10)不同尺寸結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用不同的著色，當(dāng)視圖切換到“著色”效果時(shí)應(yīng)能清晰的區(qū)分構(gòu)件分布。

4.5 工作流程

面向建筑全生命期的BIM 建模需要考慮組織、過程、信息和系統(tǒng)四要素以及它們之間的關(guān)聯(lián)［13］。在基于BIM 的設(shè)計(jì)過程中遵循合理的工作流程有利于各專業(yè)之間互相協(xié)調(diào)，同時(shí)可以保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行，可以在基于BIM 的設(shè)計(jì)過程中及時(shí)有效的解決設(shè)計(jì)過程中遇到的問題和沖突。BIM 團(tuán)隊(duì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)融合后的業(yè)務(wù)流程應(yīng)進(jìn)行合理規(guī)劃，才能達(dá)到高效的合作，最終得到高質(zhì)量的成果［14］。設(shè)計(jì)過程中BIM 設(shè)計(jì)師可以通過更新模型實(shí)時(shí)檢查設(shè)計(jì)沖突，不必在設(shè)計(jì)結(jié)尾時(shí)再解決。

圖1 BIM 的協(xié)同設(shè)計(jì)示意圖

圖2 結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM 協(xié)同設(shè)計(jì)示意圖

4.6 協(xié)同設(shè)計(jì)

隨著建筑工程復(fù)雜性的增加，跨學(xué)科的合作成為建筑設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。在二維CAD 時(shí)代，協(xié)作設(shè)計(jì)缺少一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，但建筑信息模型為傳統(tǒng)建筑工種提供了一個(gè)良好的技術(shù)協(xié)作平臺(tái)［15］。建筑信息模型允許不同專業(yè)、不同設(shè)計(jì)者在同一個(gè)模型中添加、修改、存儲(chǔ)不同的建筑信息，而且保持模型的實(shí)時(shí)更新和統(tǒng)一性［16］。協(xié)同設(shè)計(jì)開始前，項(xiàng)目組應(yīng)確定一個(gè)適合項(xiàng)目的協(xié)同設(shè)計(jì)方式。建筑專業(yè)應(yīng)建立“起始模型”以供其它專業(yè)以“起始模型”為基礎(chǔ)或參照開始協(xié)同設(shè)計(jì)，在協(xié)同設(shè)計(jì)之前使用Revit 中的“共享坐標(biāo)”工具定義項(xiàng)目中某一點(diǎn)的真實(shí)世界坐標(biāo)，并將其發(fā)布到所有鏈接的模型，采用“通過共享坐標(biāo)”插入方法鏈接其它子模型，同時(shí)應(yīng)正確建立“正北”和“項(xiàng)目北”之間的關(guān)系。

專業(yè)之間宜采用“文件鏈接(Link)”方式進(jìn)行BIM 設(shè)計(jì)協(xié)同。該方式不存在圖元借用和中心模型的概念，屬離散型協(xié)同設(shè)計(jì)，通常不存在跨專業(yè)修改，更多的是相互參照。該方法可以在協(xié)同的基礎(chǔ)上將專業(yè)間干擾降至最低。

專業(yè)內(nèi)部宜采用“工作集(Workset)”方式進(jìn)行BIM 設(shè)計(jì)協(xié)同。該方式存在圖元借用和中心模型等緊密型的協(xié)同設(shè)計(jì)，適用于專業(yè)內(nèi)部協(xié)同設(shè)計(jì)。由于采用中心模型，不同設(shè)計(jì)師均在本地模型操作屬于自己權(quán)限的構(gòu)件，然后再與中心模型同步更新。該方法只有中心模型是可以完整編輯的模型，中心模型的管理機(jī)制和操作權(quán)限非常重要，如果管理不善很可能導(dǎo)致模型崩潰。采用“工作集(Workset)”方式進(jìn)行BIM 設(shè)計(jì)協(xié)同時(shí)，在副本創(chuàng)建后，絕不可直接打開或編輯“中心”文件。所有要進(jìn)行的操作都可以通過、也必須通過本地文件來執(zhí)行［17］。圖1給出了項(xiàng)目整體協(xié)同設(shè)計(jì)示意，圖2 給出了結(jié)構(gòu)專業(yè)內(nèi)部協(xié)同設(shè)計(jì)示意。

4.7 設(shè)計(jì)深度

BIM 的信息集成的最終要求是涵蓋建筑全生命周期所有數(shù)據(jù)信息［18］。基于BIM 的建筑設(shè)計(jì)采用方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段進(jìn)行，各專業(yè)模型深度、圖紙深度應(yīng)能滿足各設(shè)計(jì)階段的要求。不同項(xiàng)目階段所建模型各不相同，在應(yīng)用上有性能分析、算量造價(jià)、施工模擬、性能測(cè)試、碰撞檢測(cè)等。為了避免模型應(yīng)用功能的缺失，確保模型成果成功交付使用，應(yīng)對(duì)BIM 模型的詳細(xì)程度劃分等級(jí)［19］。圖紙深度應(yīng)滿足《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》［20］的要求。BIM 模型深度應(yīng)滿足國家、地方現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的模型深度要求。

4.8 模型管理

BIM 作為一項(xiàng)建筑工程項(xiàng)目管理的新技術(shù)，在引進(jìn)和使用之前，應(yīng)很好地把握住其可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，盡量做到未雨綢繆、防患于未然［21］。結(jié)構(gòu)專業(yè)的模型均應(yīng)有專業(yè)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一管理，模型的設(shè)計(jì)、維護(hù)、變更修改均由BIM 設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)。

項(xiàng)目開始前BIM 經(jīng)理應(yīng)統(tǒng)一BIM 設(shè)計(jì)模型使用的軟件及版本，統(tǒng)一模型存放位置，統(tǒng)一不同用途模型、族的命名規(guī)則，統(tǒng)一與模型相關(guān)的設(shè)計(jì)文件、資料的存放位置，統(tǒng)一圖層標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定模型文件的更新時(shí)間。確定項(xiàng)目集成模型的管理者，確定專業(yè)內(nèi)部“中心模型”的操作權(quán)限和管理者，確定“本地模型”的管理者。

BIM 項(xiàng)目集成模型應(yīng)由項(xiàng)目BIM 經(jīng)理統(tǒng)一對(duì)外發(fā)布，BIM 專業(yè)模型應(yīng)由BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一向各協(xié)同專業(yè)發(fā)布。BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)統(tǒng)一管理由模型產(chǎn)生的圖紙，包括圖紙深度、圖紙是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求、圖紙格式等。模型交付校審前BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)進(jìn)行模型、圖紙的完整性和設(shè)計(jì)合理性、正確性檢查。設(shè)計(jì)模型的修改應(yīng)從最底層開始，保證模型修改的唯一性，修改后的設(shè)計(jì)模型應(yīng)按修改日期進(jìn)行存檔。

在Revit 中對(duì)項(xiàng)目具有唯一性的系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)統(tǒng)一，如“項(xiàng)目地點(diǎn)”、“位置”、”坐標(biāo)”等。用戶采自定義參數(shù)時(shí)宜采用“共享參數(shù)”或“項(xiàng)目參數(shù)”。對(duì)于用戶自定義的“共享參數(shù)”和“項(xiàng)目參數(shù)”各專業(yè)應(yīng)在項(xiàng)目開始前統(tǒng)一規(guī)劃，參數(shù)名稱不得重名，參數(shù)需具有唯一性，一旦項(xiàng)目開始不宜再修改參數(shù)屬性。對(duì)于用戶自定義的參數(shù)各BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、管理。自定義參數(shù)的種類及命名詳見各專業(yè)分則。

設(shè)計(jì)開始前BIM 經(jīng)理、BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)根據(jù)建模軟件、分析軟件、繪圖輔助軟件等BIM 軟件的交互性進(jìn)行評(píng)估，選擇適合項(xiàng)目的軟件版本。BIM軟件良好的適用性與導(dǎo)入性能是BIM 實(shí)施的關(guān)鍵［22］。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)統(tǒng)一BIM 工作中心軟件的版本，且不得在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行版本升級(jí)，避免發(fā)生軟件版本的變更產(chǎn)生的協(xié)同設(shè)計(jì)不連續(xù)。同時(shí)應(yīng)特別注意，Revit 系列軟件目前還不能將高版本轉(zhuǎn)存為低版本。如果發(fā)生版本升級(jí)的情況，應(yīng)保留原版本的模型文件和原版本的軟件，原版本文件應(yīng)存放在獨(dú)立的文件夾下，以便查閱。

4.9 數(shù)據(jù)交換

應(yīng)了解目標(biāo)軟件/硬件系統(tǒng)的要求和限制，以便能夠恰當(dāng)?shù)販?zhǔn)備需要交換的BIM 數(shù)據(jù)。

為了確保不同軟件之間數(shù)據(jù)交互的一致性，要求BIM 軟件在應(yīng)用時(shí)必須能夠讀入/讀出強(qiáng)制以及可選等級(jí)的全部構(gòu)件屬性［23］。應(yīng)以輸入軟件能接受的形式輸出結(jié)果，使得他人能夠便捷地處理文件中的數(shù)據(jù)。

當(dāng)模型數(shù)據(jù)不能直接轉(zhuǎn)換成輸入軟件所需要的格式時(shí)，可采用第三方軟件進(jìn)行輔助，但應(yīng)特別注意格式轉(zhuǎn)換過程中數(shù)據(jù)的完整性。

目前，BIM 采用IFC 標(biāo)準(zhǔn)作為建筑產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，不同軟件之間通過IFC 標(biāo)準(zhǔn)交換數(shù)據(jù)，研究表明，基于IFC 標(biāo)準(zhǔn)的建筑模型與結(jié)構(gòu)模型之間的信息傳遞和共享還不十分成熟［24］。數(shù)據(jù)輸入軟件使用前應(yīng)使用副本數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，檢驗(yàn)不同軟件/硬件系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換方式，以確保交換過程能保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。

BIM 技術(shù)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換一般包含三種形式:直接轉(zhuǎn)換、中間文件轉(zhuǎn)換、公共轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)［25］。建模過程中應(yīng)預(yù)先考慮可能與之產(chǎn)生數(shù)據(jù)互換的軟件特點(diǎn)，根據(jù)需求建立模型。如有些計(jì)算軟件對(duì)弧形構(gòu)件的識(shí)別能力不足，需要設(shè)計(jì)師在工作模型中將弧形構(gòu)件劃分成若干個(gè)直線構(gòu)件。

數(shù)據(jù)交互完成后的模型應(yīng)有BIM 設(shè)計(jì)師自行檢查模型信息的完整性，以確保在交互后的模型能正確使用。

4.10 設(shè)計(jì)成果交付

在企業(yè)級(jí)BIM 實(shí)施過程中，應(yīng)根據(jù)BIM 交付的目的和交付物的用途，來確定具體的交付內(nèi)容［26］。BIM 模型交付物交付時(shí)如無特殊情況應(yīng)將外部鏈接文件綁定后交付，當(dāng)需要有外部引用時(shí)應(yīng)將外部引用文件一并交付，防止模型文件數(shù)據(jù)缺失。設(shè)計(jì)交付成果采用BIM 技術(shù)，不僅可以準(zhǔn)確傳遞結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)施工單位的工程師可以全面的分享建筑的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，避免了重復(fù)建模的負(fù)擔(dān)，同時(shí)設(shè)計(jì)人員也可以通過變更建筑信息模型快速的完成設(shè)計(jì)變更，減小設(shè)計(jì)變更對(duì)工期成本的影響［27］。設(shè)計(jì)成果的交付流程應(yīng)符合ISO 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的要求。BIM 設(shè)計(jì)成果當(dāng)采用電子版代替藍(lán)圖交付時(shí)，應(yīng)符合國家及地方的相關(guān)規(guī)定。設(shè)計(jì)成果交付統(tǒng)一由BIM 經(jīng)理負(fù)責(zé)。

5 結(jié)論

本文研究的重點(diǎn)是如何有效地將BIM 技術(shù)應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，通過在實(shí)踐中積累的BIM 經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合主流的BIM 軟件Revit 建立一套可以指導(dǎo)結(jié)構(gòu)工程師在運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的企業(yè)級(jí)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。通過總結(jié)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的弊端和BIM 技術(shù)的特點(diǎn)建立新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，提高基于BIM 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作效率，將BIM 工具真正為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師所用。對(duì)BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用具有參考價(jià)值。經(jīng)過分析研究和總結(jié)，得出以下結(jié)論:

(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段的BIM 技術(shù)應(yīng)用勢(shì)在必行，但由于軟件限制和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)用BIM 技術(shù)的人員數(shù)量不足，任然限制了BIM 在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用效果;

(2)BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用必須有一套適應(yīng)設(shè)計(jì)師工作習(xí)慣和設(shè)計(jì)企業(yè)工作流程的企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這有助于設(shè)計(jì)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化管理和提高工作效率，有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師對(duì)BIM 技術(shù)的理解和應(yīng)用;

(3)基于BIM 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中協(xié)同方法的選取是設(shè)計(jì)是否高效的重要因素之一;

(4)對(duì)于設(shè)計(jì)企業(yè)BIM 設(shè)計(jì)的實(shí)施需要建立在確定的BIM 軟件的基礎(chǔ)上，選取合適的BIM 軟件是BIM 設(shè)計(jì)實(shí)施的前提;

(5)BIM 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的建立應(yīng)該符合企業(yè)質(zhì)量管理的目標(biāo)，BIM 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容需要與企業(yè)質(zhì)量管理體系的要求相一致;

(6)基于BIM 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交付成果和模型深度應(yīng)該符合工程建設(shè)的要求，并能與下一工作階段有效銜接。

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