基于建筑信息BIM模型的建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)

(江蘇省紡織工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇 南京 210008)

目前，中國建筑企業(yè)各專業(yè)仍然采用二維CAD技術(shù)來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的信息交流。而隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，這種工程結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)的發(fā)展瓶頸越來越明顯，主要為設(shè)計(jì)信息的共享率不高，從而增大了模型建立與圖紙修改變的難度，耗費(fèi)不必要的時(shí)間和精力。隨著建筑信息BIM模型技術(shù)的開發(fā)，將以上問題有效解決了。

1 利用建筑信息BIM模型設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)施工圖的一些優(yōu)勢

1.1 操作可視化。在設(shè)計(jì)建筑施工圖的階段，通過建筑信息BIM模型，設(shè)計(jì)和施工人員在分析數(shù)據(jù)的階段，便可以對圖紙進(jìn)行可視化操作。與此同時(shí)，在基于該技術(shù)的平臺上，還可以實(shí)現(xiàn)立體化設(shè)計(jì)建筑施工結(jié)構(gòu)，進(jìn)而能夠以立體化的形式將施工結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員面前。通過這種立體化的作業(yè)模式，可以大幅提高建筑項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)效率，幫助施工設(shè)計(jì)人員更加高效地將各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作完成。

1.2 高集成度。在應(yīng)用二維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)的過程中，最嚴(yán)峻的問題就是無法集成和共享設(shè)計(jì)資料。而在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)施工圖的過程中，深入應(yīng)用建筑信息BIM模型，可以較高程度地集成施工數(shù)據(jù)，以便更加高效、及時(shí)地從橫向與縱向上，分析和對比建筑施工中的不同數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，考慮到建筑結(jié)構(gòu)和所用建材的關(guān)系，應(yīng)綜合分析和對比處理二者。例如，能夠通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和不同建材對模型化及數(shù)據(jù)化的具體要求，要求建筑工程結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)人員能供給更加高效、準(zhǔn)確的施工設(shè)計(jì)信息，以便提高施工作業(yè)的高效性與便捷性。

1.3 與后期施工需求相符。利用建筑信息BIM模型技術(shù)，可以充分滿足施工后期的各種需求。例如，在分析建筑施工模型的階段，為了提升建筑附近空間的利用率，則必須將建筑信息BIM模型參數(shù)作為參考依據(jù)，認(rèn)真分析和評估施工標(biāo)準(zhǔn)，并增強(qiáng)參數(shù)的合理性，這樣獲得的建筑施工數(shù)據(jù)，在具體施工時(shí)，才能夠進(jìn)行有效利用，進(jìn)而才能優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)的效果。

2 基于建筑信息BIM模型的施工圖設(shè)計(jì)的需求

2.1 設(shè)計(jì)流程需求。相較于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)，基于建筑信息BIM模型的施工圖設(shè)計(jì)的差異和優(yōu)勢十分明顯。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)通常都采用CAD來制圖，主要以二維圖檔模式呈現(xiàn)出來。相關(guān)設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑設(shè)計(jì)建立基本的結(jié)構(gòu)模型，再利用CAD軟件設(shè)計(jì)和分析基本結(jié)構(gòu)，并將最終設(shè)計(jì)交給施工人員，再根據(jù)具體的施工情況，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以便能達(dá)到建筑施工的各種標(biāo)準(zhǔn)，然后將該設(shè)計(jì)繪制成結(jié)構(gòu)施工圖。另外，基于建筑信息BIM模型的這種施工圖設(shè)計(jì)，既能在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的過程中，完整地保留信息模型，又支持自動更新和修改圖檔與模型。

2.2 模型描述需求。對于建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)物理模型是其信息模型的核心，不僅包含結(jié)構(gòu)物理模型信息，而且還包含模型屬性、關(guān)聯(lián)以及管理等信息。而結(jié)構(gòu)物理模型還包含構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、截面、軸網(wǎng)以及約束等信息；屬性信息包含荷載、材料、內(nèi)力以及設(shè)計(jì)結(jié)果等信息；關(guān)聯(lián)信息包含構(gòu)件、模型與屬性以及模型與視圖等之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；管理信息包含模型所有者、模型版本以及用戶權(quán)限等信息。

3 分析基于建筑信息BIM模型的結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

3.1 利用建筑信息BIM模型設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)施工圖的具體意義。建筑信息BIM模型是指基于建筑工程中的信息數(shù)據(jù)，建立建筑模型以及利用數(shù)字信息模擬建筑物的真實(shí)信息。采用建筑信息BIM模型來設(shè)計(jì)建筑工程結(jié)構(gòu)施工圖，可以實(shí)現(xiàn)三維渲染以及宣傳的直觀展示；提高算量的精度和速度；實(shí)現(xiàn)對計(jì)劃細(xì)節(jié)的優(yōu)化以及資源浪費(fèi)的降低；結(jié)合建筑工程項(xiàng)目的各種數(shù)據(jù)，實(shí)施對比多算，并為建筑工程項(xiàng)目的資金風(fēng)險(xiǎn)管控提供參考依據(jù)；根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙，虛擬施工過程，為圖紙的可操作性提供參考依據(jù)；通過碰撞檢查，避免返工以及錯(cuò)誤損失等，進(jìn)而增強(qiáng)業(yè)主與施工方的交流溝通；利用可計(jì)量功能，使不同管理部門的信息能夠共享和協(xié)同，從而為決策管理提供參考依據(jù)。

3.2 建筑信息BIM模型的設(shè)計(jì)。建筑信息BIM模型的設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要依賴邏輯結(jié)構(gòu)來完成，因此，在對結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型進(jìn)行比較和分析時(shí)，需要全面、準(zhǔn)確地掌握構(gòu)件間的屬性關(guān)系，比如結(jié)構(gòu)屬性與形式間的關(guān)系以及梁柱結(jié)構(gòu)和墻體結(jié)構(gòu)間的關(guān)系等，考慮到較明確的構(gòu)件間關(guān)系，因此，在設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)鋼筋以及混凝土等常用建筑材料的信息模型需要，合理地進(jìn)行模型的動態(tài)擴(kuò)展，從而促進(jìn)模型操作質(zhì)量的提升。而目前的擴(kuò)展模式主要包括Ifc-代理擴(kuò)展、屬性擴(kuò)展及實(shí)體擴(kuò)展等模式。

3.3 建筑信息BIM模型的實(shí)現(xiàn)。在有效的平臺上，建筑信息BIM模型的功能有二次開發(fā)與利用，因此在模型實(shí)現(xiàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其開發(fā)過程，結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的指標(biāo)，合理利用資源和數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，利用接口層實(shí)現(xiàn)了物理模型和存儲數(shù)據(jù)間的連接，并利用模型層實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)定義及模型職責(zé)。此外，在建筑信息BIM模型系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)規(guī)則、模型、圖檔管理文件以及系統(tǒng)等信息都儲存在數(shù)據(jù)層，而且操作人員能夠訪問數(shù)據(jù)層中的信息，并利用這些信息來檢查建筑施工圖設(shè)計(jì)的效果，以便將設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性提高。

4 結(jié)語

總之，隨著科學(xué)信息技術(shù)的快速發(fā)展，在建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)中，信息技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，為建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)創(chuàng)造了良好的條件，對于建筑工程施工也具有重要的意義。而在現(xiàn)代建筑工程的結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)中，建筑信息BIM模型技術(shù)發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，基于該技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了可視化與立體化。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須明確施工圖的設(shè)計(jì)流程，從信息模型的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等方面，將建筑信息BIM模型的價(jià)值發(fā)揮出來，以便提高施工圖設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效率。