建筑信息模型在建筑結構一體化協同設計中的應用

須六平

摘 要：數字化信息集成中最重要的一個載體即是建筑信息模型，其在整個建筑構造環(huán)節(jié)中貫穿始終，對建筑結構的設計、施工以及運營管理進行有效的指導。文章基于建筑信息模型的特點，對建筑信息模型技術的有關研究現狀以及其在建筑結構協同設計中的具體應用進行了簡要的分析，以期能夠提高建筑結構設計人員對于建筑信息模型的認識。

關鍵詞：建筑信息模型；建筑結構；一體化；協同設計

現階段，建筑工程的規(guī)模不斷變大，其設計工作也就變得越來越復雜，傳統(tǒng)的協同方式已難以與建筑設計要求相符合，因而將建筑信息模型應用到建筑結構一體化的協同設計中去，能夠及時的對設計動態(tài)進行更新，減少工程的成本投入。

1 建筑信息模型概述

1.1 建筑信息模型技術研究現狀

建筑信息模型又可以稱之為BIM技術，其能夠有效的對建筑項目設計、施工以及實際的運營過程中存在的確定的以及難以預見的問題進行預測，減少工程設計過程中以及施工過程中存在的溝通障礙，并保證了重要信息的連貫性，最終實現對整個建筑工程全過程管理的目的。然而建筑信息模型發(fā)展初期，這項技術單單只有一些簡單的理論研究，直到現階段科學技術的不斷發(fā)展，計算機的普及程度越來越高，建筑行業(yè)才漸漸將此技術投入使用，且國內外成功應用了建筑信息模型的案例更是不在少數。

1.2 建筑信息模型技術標準

在實際應用建筑信息模型時，應遵循一定的技術標準，以便能夠在具體的工程建設中有條理的進行協同設計工作，從而能夠在建筑信息模型的整個設計過程中，使得數字化信息得到更為廣泛的傳播，確保不同軟件之間的信息共享以及交流溝通，有效提高建筑生產的工作效率。因而，為了能夠真正的實現建筑業(yè)往信息化方向發(fā)展，務必要嚴格遵守相關的標準，進行協同設計。

1.3 建筑信息模型的應用優(yōu)勢

由于建筑信息模型技術在建模時不止是簡單的呈現出點線的二維圖像，而是包含了較多的參數以及信息結構不見三維信息模型。因而工程設計師在繪制工程設計圖時，為了能夠更明顯的將建筑工程的結構表現出來，比起傳統(tǒng)的計算機輔助設計，即CAD繪圖技術，或者是簡單的3D模型軟件，更會選擇運用建筑信息模型BIM軟件進行建模，并在設計時不斷的對建筑的信息以及參數進行添加、完善以及修改，最終呈現出數據化的設計方式。

2 建筑信息模型在建筑一體協同設計中的應用

2.1 可視化設計

在工程設計的初始階段，采用建筑信息模型能夠建立起三維的實體模型，通過此模型能夠迅速的推算出建筑的體量，直觀的辨別出建筑物的造型以及建筑物的功能布局。一旦建筑工程結構較大時，建筑物的內部構造相對比較復雜，要想對其結構部件進行模擬預演，則可以利用建筑信息模型技術所具有的可視化技術進行建筑設計，對建筑物的適配性以及建筑結構構件內部所展現的形式進行考察，從而篩選出最優(yōu)的設計方案。設計工程的施工圖紙時，為了能夠提高設計的速度，快速的對設計決策進行變更，則可以利用建筑信息模型，以便能夠在較短的時間內檢測到工程設計中存在的錯誤以及問題，并采取相應的措施解決這些問題，減少工程設計建造的成本。

2.2 參數化設計

2.2.1 參數化建模。社會不斷變化，大眾的審美也在不斷改進，建筑設計也要隨之不斷變化，傳統(tǒng)建筑物的造型一般會使用較為復雜的自由曲面，或者按照地形直接建造，起伏較大，難以做好定位工作。利用建筑信息模型進行工程設計時，設計師在創(chuàng)建特定的結構模型時可以利用定義參數跟參數之間的關系進行設定，并對參數之間的特定關系進行規(guī)定，確保兩者能夠有一些關聯性，且建筑信息模型技術能夠對這一關系進行自動的維護并約束。

2.2.2 多方案優(yōu)化設計。建筑工程項目在不斷得到推進的同時，通常會根據具體的工程需求，探索出多個不同的工程設計方案，必要時可以用來備用。在對建筑模型的可視性以及建筑參數之間的關系進行分析時，可以適當的關閉或者開啟一些設計選項。工程師則可以按照設計選項為客戶提供不同的設計方案，也可以根據客戶的喜好設計一個主要的設計方案。

2.2.3 創(chuàng)建結構分析模型。建筑信息模型不但包含了建筑工程結構的平面幾何信息以及物理信息，還能夠對建筑結構進行分析。利用建筑信息模型軟件創(chuàng)建建筑結構時能夠自動對模型進行分析，建立起有限元的結構信息模型，該結構中蘊含著較為豐富的信息參數。建筑信息模型所具有的檢測功能，不但能夠確保模型分析的合理性以及正確性，還能夠通過對建筑結構的分析，適時的對結構的尺寸以及建筑材料進行調整，使其能夠與結構設計需求相一致。

2.2.4 自動出圖。建筑信息模型中圖紙作為視圖類型其中的一種，其主要包含平面、剖面、立面以及三維視圖等多種多樣的視圖。傳統(tǒng)的工程設計圖中，一旦對工程設計圖發(fā)生了簡單的變化，則需要手動對土質中大量的細節(jié)以及數據進行修改，涉及的設計程度不但復雜，且難以實施。然而建筑信息模型中的建筑圖紙以及建筑模型都跟數據庫相通，其中一項數據參數發(fā)生了變化，其他的也會隨之發(fā)生相應的變化，不需要逐一對其進行修改，這就大大簡化了設計修改的程序，節(jié)省了大量的人力財力。

2.2.5 基于經濟性的結構優(yōu)化設計。建筑信息模型技術系統(tǒng)收集分析數據以及統(tǒng)計數據的能力都十分的強大，則可以按照設計師的具體需求添加必要的關鍵詞，并提取出有效的信息，比如建筑構件的明細表之類的信息。此技術對數據進行分析時能夠有效構建高效率、高收益建筑結構。

2.3 協同設計

建筑、結構以及設備等不同的專業(yè)在相同的工作平臺下開展相關工作，并集體共享已經設定好的項目中心文件，即是所謂的“協同設計”。專業(yè)不同的工作人員在各自使用建筑信息模型技術軟件建立跟自己專業(yè)有關的建筑信息模型后，與中心文件相互連接，完成同步設定工作后，自動在中心文件中添加新創(chuàng)建的或者已經修改好的信息。而此中心文件即是建筑信息模型，不同專業(yè)的工作人員都能夠通過此模型查看其他專業(yè)布置建筑部件的情況，以及查看其他相關的信息，最終能夠有效對信息進行共享，并整體推進設計工作。同時，建筑信息模型系統(tǒng)還能夠對碰撞進行檢查，亦或是與其他的專門檢查碰撞軟件的工具進行連接，提供相應的碰撞檢查功能。使用此技術能夠在第一時間內檢查到錯漏碰缺的部位，例如，對建筑結構的布置、建筑洞口以及設備管線之間發(fā)生的碰撞進行檢查，這樣能夠便于及時的為工程設計師提出有效的指導意見，極大的提高了結構與建筑、設備之間的溝通效率，縮短了工程設計的周期，減少了不必要的資源浪費。

3 結語

總之，現階段建筑形式越來越現代化，越來越多樣化，傳統(tǒng)的建筑方式已經難以與之相適應，因而可通過加大建筑信息模型技術的投入使用，提高建筑結構設計的工作效率，促進建筑行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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