基于BIM的建筑、結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)分析

文/盧愛林 天津宇昊建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 天津 300381

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基于BIM的建筑、結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)分析

文/盧愛林 天津宇昊建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 天津 300381

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及建筑行業(yè)的前進(jìn)，在建筑行業(yè)中逐漸出現(xiàn)了BIM這種技術(shù)，該技術(shù)主要就是在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行使用，將設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常使用的二維建模技術(shù)也就是CAD進(jìn)行了一定的改善，呈現(xiàn)建筑物三維的模型，從而對建筑工程設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行更有效的解決。

BIM；建筑結(jié)構(gòu)；施工圖設(shè)計(jì)；分析

一、前言

我國目前在建筑物的設(shè)計(jì)階段最為經(jīng)常使用的就是CAD技術(shù)，雖然這種技術(shù)與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式之間是有著較多的優(yōu)越性的，但是還是將設(shè)計(jì)局限于二維的模式，通過二維的圖紙對專業(yè)設(shè)計(jì)中的各種信息進(jìn)行傳遞與交流，并且在進(jìn)行圖紙交付的過程中也是二維的圖紙。

二、結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)過程中對BIM技術(shù)的需求

1.簡析BIM對建筑施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的幫助

BIM技術(shù)輔助施工圖設(shè)計(jì)一般指在項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)階段委托方委托BIM設(shè)計(jì)單位對已經(jīng)完成或尚未完成的施工圖通過BIM技術(shù)進(jìn)行三維表達(dá)，借助BIM模型校對施工圖，發(fā)現(xiàn)“錯漏碰缺”等問題，進(jìn)行三維管線綜合優(yōu)化、建筑室內(nèi)凈高優(yōu)化、復(fù)雜構(gòu)造節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，輔助生成二維圖紙，設(shè)計(jì)階段工程量統(tǒng)計(jì)以及輔助進(jìn)行設(shè)計(jì)交底等。

2.設(shè)計(jì)流程

對于進(jìn)行該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的工作人員，首先需要做的就是通過該建筑設(shè)計(jì)的初步圖紙對結(jié)構(gòu)以及模型進(jìn)行分析，并且通過相關(guān)的軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)力的分析，并且進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)；之后將初步設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行交流與溝通，將其中的缺陷進(jìn)行修整，保證該建筑的結(jié)構(gòu)是滿足設(shè)計(jì)要求的；最后就是進(jìn)行該建筑的圖紙的繪制，也就是對BIM模型的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行完成。通過將這個項(xiàng)目中的建筑結(jié)構(gòu)作為參考，對通過BIM模型所進(jìn)行的建設(shè)施工圖紙的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行分析。

2.1立面流線的造型

在通過BIM模型進(jìn)行施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)之后，就可以同步生成立面圖、平面圖以及剖面圖，在對模型進(jìn)行修改的過程中也能夠?qū)崿F(xiàn)將這些圖紙進(jìn)行同步的修改。

對于該項(xiàng)目而言，其主樓上部的結(jié)構(gòu)造型，各個結(jié)構(gòu)外形的構(gòu)造尺寸以及位置都是具有差異的，同時造型板也是通過下沉式做法進(jìn)行的，在進(jìn)行實(shí)際的施工過程中，需要在各個層面進(jìn)行250網(wǎng)格圖的繪制，在網(wǎng)格圖中將造型板的弧形位置進(jìn)行確定，之后按照這個尺寸在施工現(xiàn)場進(jìn)行放線，從而對造型板的模板位置進(jìn)行確定，之后進(jìn)行施工。

2.2底層的異形的大象腿的繪制

每層中的大象腿的高度為六米。在BIM模型中通過類似CT的原理，間隔一米進(jìn)行剖面的自動切割，并且形成平面圖以及網(wǎng)格圖，進(jìn)而對施工現(xiàn)場的施工是有著促進(jìn)作用的。而大象腿的構(gòu)造為中間是混凝土的構(gòu)造柱，而外面的異性結(jié)構(gòu)就需要由專門的廠家進(jìn)行制作，在制作的過程中需要施工單位提供3D數(shù)據(jù)。

3.布設(shè)模板及出圖

通過三維形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠?qū)υO(shè)計(jì)師的意圖進(jìn)行充分的體現(xiàn)，并且將抽閑的理念轉(zhuǎn)化為具體的模型，為設(shè)計(jì)人員以及施工人員提供直觀的感受，將設(shè)計(jì)理念進(jìn)行準(zhǔn)確的表達(dá)。

4.虛擬瀏覽模型I-model

在對建筑設(shè)計(jì)的各個環(huán)節(jié)通過I-model都可以進(jìn)行交互性的3D展示文件的生成，并且能夠?qū)⑵鋵?dǎo)入到Mac/Windows操作系統(tǒng)的電腦中。從而能夠?qū)I(yè)性以及進(jìn)行3D實(shí)時展現(xiàn)的交互瀏覽器的使用與體驗(yàn)。

5.模型需求

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中，核心的問題就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)物理模型的建立。所謂結(jié)構(gòu)物理模型并不僅僅是說結(jié)構(gòu)物理模型，同時是包括管理信息、屬性信息以及關(guān)聯(lián)信息等等。在這些管理信息中主要就是包括約束信息、截面信息以及軸網(wǎng)信息等等，而屬性的信息中包括設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)信息、材料信息以及荷載信息等，而關(guān)聯(lián)的信息主要就是包括屬性與模型、視圖與模型關(guān)聯(lián)等等。

三、建筑結(jié)構(gòu)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中的BIM應(yīng)用

1.定義結(jié)構(gòu)構(gòu)件

在目前所進(jìn)行使用的IFC體系中，進(jìn)行了完整的結(jié)構(gòu)體系模型的建立，通過這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)對梁、板、柱等構(gòu)件進(jìn)行更好的描述。在進(jìn)行構(gòu)件的定義過程中主要就是通過以下的流程進(jìn)行，首先就是進(jìn)行建筑實(shí)體的定義，之后通過結(jié)合關(guān)聯(lián)實(shí)體的方式實(shí)現(xiàn)樓層實(shí)體以及建筑實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)，之后在對構(gòu)件的實(shí)體進(jìn)行定義，并且通過空間結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)實(shí)體而實(shí)現(xiàn)樓層與該構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)。

2.定義構(gòu)件的屬性

通過BIM進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)施工圖紙的設(shè)計(jì)過程中，往往都包含著建造信息、力學(xué)性質(zhì)、成本、材料等多種屬性信息。在目前進(jìn)行使用的IFC軟件中能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)的模型構(gòu)建進(jìn)行屬性的定義，接下來就將以墻體為例進(jìn)行分析，在進(jìn)行IFC模型定義的過程中主要就是通過多層的材料進(jìn)行定義，墻體主要就是由結(jié)構(gòu)層、隔熱層以及外墻等四個部分。

3.定義關(guān)聯(lián)的關(guān)系

通過BIM模型對建筑的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，模型中的關(guān)聯(lián)性是非常重要的，通過關(guān)聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)BIM模型信息的完整性以及一致性，在設(shè)計(jì)的過程中這種關(guān)聯(lián)主要就是可以分為對稱性關(guān)聯(lián)以及非對稱性關(guān)聯(lián)這兩種類型。非對稱性之間的關(guān)聯(lián)主要就是指兩個實(shí)體之間是存在著一定的主從關(guān)系的，對主體的改變主要就是通過修改主實(shí)體進(jìn)行的，并且這種改變不會造成對主實(shí)體的本質(zhì)進(jìn)行改變。而對稱性的關(guān)聯(lián)著主要就是指兩個對稱實(shí)體之間是存在著對等的關(guān)系的，若有一個實(shí)體發(fā)生了改變，那么就會對其他的實(shí)體產(chǎn)生一定的影響。

結(jié)束語：

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的過程中，通過BIM技術(shù)可以對很多的問題進(jìn)行避免。BIM技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展對于建筑行業(yè)的發(fā)展是有著非常大的促進(jìn)作用的，對建筑設(shè)計(jì)過程中的工作人員的專業(yè)分配以及工作環(huán)節(jié)都產(chǎn)生了非常大的影響，繼而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)入到了三維的階段。

［1］劉世玉.BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的作用［J］.中國建筑，2013，（2）.

［2］張文寬.BIM技術(shù)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用［J］.福建科技，2014，（3）.

［3］李夢迪BIM技術(shù)對建筑工程發(fā)展的作用［J］.福建建筑，2014，（3）.

［4］劉勇.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中對模型建設(shè)方案的應(yīng)用［J］.自然科學(xué)，2014，（3）.

［5］張建平.建筑信息模型在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.科學(xué)創(chuàng)新，2014，（3）.

［6］劉鵬飛.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中模型自動轉(zhuǎn)換的方法［J］.建筑科學(xué)，2014，（2）.