建筑信息模型應用中建筑結構施工圖設計

胡偉

現(xiàn)階段，建筑信息模式技術水平的不斷提高，使其被積極推廣應用于建筑結構設計中。利用此技術，使得設計人員能夠從繁瑣傳統(tǒng)設計工作中解脫，深度挖掘設計人員的潛能以及才華。計算機軟件技術的發(fā)展，設計單位逐漸嘗試以及探索應用BIM技術，優(yōu)化建筑結構設計，逐漸成為建筑設計領域新潮流。

1 建筑信息模型的應用必要性

現(xiàn)代化建筑工程快速發(fā)展，對建筑結構設計的要求不斷提升，傳統(tǒng)的結構設計技術，已經難以和市場相適應，因此建筑信息模型技術應運而生。以BIM技術為例，其為建筑信息模型的一種，在建筑結構施工圖設計中，發(fā)揮著重要的作用。在實際應用中，其能夠解決傳統(tǒng)技術遇到的瓶頸問題。通過構建建筑3D模型，發(fā)揮模型的各類功能，包括可視化功能和自動碰撞檢測功能等，能夠優(yōu)化結構施工圖設計，模擬工程施工作業(yè)，預測施工環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)的問題，進而在設計階段加以控制，保證建筑工程施工作業(yè)的進度和質量，促使工程項目建設效益的實現(xiàn)。

2 建筑結構施工圖設計中建筑信息模型的具體應用

結合實際案例，分析建筑信息模型在建筑結構施工圖設計中的具體應用，做如下論述：

2.1 工程案例

以某建筑工程項目為例，總建筑面積約為13800m2，為幼兒園建筑，規(guī)模為6軌18班，預留2軌。此項目結構施工圖設計中，選擇了BIM建筑信息模型技術，開展施工圖設計，取代了CAD軟件技術，實現(xiàn)了建筑三維施工圖設計。

2.2 梳理工程設計參數(shù)

開展建筑結構施工圖設計時，要依據(jù)建設方設計任務書的具體要求，通過梳理工程設計參數(shù)，最終確定建筑工程施工圖設計輸入條件，按照工程設計條件開展建模。對建筑模型構建期間的相關數(shù)據(jù)信息，開展統(tǒng)一定義并且輸入，生成后期處理相關文件。

2.3 分析和計算力學性能

利用BIM模型功能，開展建筑內部結構力學性能的分析以及計算。在進行分析時，考慮混凝土在建筑施工作業(yè)期間極易出現(xiàn)收縮，會影響力學結構性能，因此將此因素考慮進去，開展結構變化分析。利用BIM模型中的各類力學算法，開展變量分析，調整相關模型，進行模型再定義。

2.4 導出IFC模型

完成建筑結構力學性能分析和計算后，形成建筑結構施工模型架構。按照建筑工程相關標準，進行對照分析和參數(shù)對比分析，利用建筑信息模型系統(tǒng)，導出IFC模型。完成在IFC模型以及BIM模型構建后，開展數(shù)據(jù)關聯(lián)以及耦合處理，完成此項工作，此時的建筑結構施工圖基本詳細。獲得相對完善的建筑結構施工圖后，設計人員要結合施工現(xiàn)場的具體情況，結合建設方的調整意見，對施工圖進行深度優(yōu)化和調整，并且將實際的參數(shù)屬性進行關聯(lián)添加，完善施工圖設計[1]。

2.5 結果分析

從此項目建筑結構施工圖設計實際情況來說，應用建筑信息模型技術，開展各項設計工作，不會增加工作量，能夠直接生成三維施工效果圖。在設計的過程中，通過模擬施工和碰撞檢測分析，及時發(fā)現(xiàn)碰撞和沖突問題，比如梁高和管線碰撞問題等。將施工環(huán)節(jié)常見的問題，提前到工程設計階段，做好問題核查，提出具體的解決措施，提高施工圖設計的效率，增強工程設計效果。

3 建筑信息模型的建筑結構施工圖設計要點總結

3.1 明確設計流程

不同于傳統(tǒng)結構施工圖設計技術，建筑信息模型結構施工圖設計技術的應用，需要設計人員能夠從實際出發(fā)，了解不同階段中兩種方式的差異性。傳統(tǒng)設計模式下，主要是利用CAD軟件，生成的是二維施工圖紙[2]。在具體操作中，設計人員依據(jù)建筑設計指標相關要求，開展建筑結構分析以及利用。利用建筑信息模型，比如BIM設計技術，在具體操作時，需要提前進行建模，依據(jù)建筑設計相關要求，處理文檔以及文件。基于BIM模型，對平臺信息進行全面分析，提取三維模型中建筑結構構件的相關信息，進而達到建筑工程結構施工圖設計流程要求。

3.2 明確模型描述要求

開展建筑結構施工圖設計，利用建筑信息模型，主要是物理模型。除此之外，還包括關聯(lián)信息以及管理信息等。按照各類信息指標的具體要求，分析節(jié)點信息形式以及截面設計形式等，各類信息之間具有屬性關系，因為模型和視圖是不斷變化大，因此要結合建筑模型版本信息以及用戶權限等，做好對比分析，選擇最佳的形式?，F(xiàn)行的IFC標準，對建筑結構構件，有著相應的要求。在具體設計的過程中，要從模型指標要求出發(fā)，根據(jù)柱、梁等的要求，開展施工圖設計。構建信息的來源，都為構件實體。在IFC模型設計環(huán)節(jié)，需要進行實體分析，按照關聯(lián)實體和建筑實體等的要求，明確建筑樓層之間的關聯(lián)性，再結合實體要求最終確定。通過構建建筑實體和樓層之間的有效關聯(lián)后，實現(xiàn)對墻體模型的定義[3]。具體定義情況如下：①關聯(lián)性定義。在BIM模型設計環(huán)節(jié)，對關聯(lián)性設計指標，有著具體的要求，出于關聯(lián)特性的具體要求考慮，要做好模型信息的概括以及分析。在IFC模型設計環(huán)節(jié)，因為不同構件的關聯(lián)程度不同，出于關聯(lián)性變化考慮，在設計時，要依據(jù)模型體系的指標要求最終確定。②非關聯(lián)性定義。其為兩個實體之間的聯(lián)系以及差異，主實體的修改，會帶動著相關參數(shù)的變化。

3.3 BIM模型設計

因為BIM模型相對特殊，要做好邏輯結構的全面分析，根據(jù)設計流程具體操作。導入IFC模型文件，有著重要的意義。因為其涉及到多個專業(yè)，在結構構件模型對比分析時，要明確構件之間存在的屬性關系，比如墻體和梁柱之間的關系[4]。因為不同的關聯(lián)體系，有著明確的聯(lián)系，因此在設計時，要結合信息模型要求，比如混凝土材料，對BIM模型進行動態(tài)擴展，使其具有較強的操作性。考慮到工程對象具有多樣化特點，建筑產業(yè)結構相對分散，對建筑工程信息，有著相應的要求，要利用當前的框架結構，對比分析數(shù)據(jù)信息。在IFC標準下，對三種模型擴展方式，有著具體的要求。具體包括實體擴展模式、屬性擴展模式、ifc-Proz-y模式。其中，實體擴展模式超出原有架構形式，具有運行效率高的優(yōu)勢，能夠有效識別軟件。ifc-Proz-y模式靈活性較好，能夠支持創(chuàng)新設計，實現(xiàn)大量模型信息擴展。

3.4 BIM系統(tǒng)的實現(xiàn)

作為建筑信息模型的基礎系統(tǒng)，BIM系統(tǒng)可以利用有效平臺構建，進行二次開發(fā)以及利用。依據(jù)BIM結構原型開發(fā)的具體要求，在具體操作的過程中，為保證數(shù)據(jù)層合理利用，提供充足的資源以及數(shù)據(jù)信息，要嚴格遵守數(shù)據(jù)庫構建的指標要求，合理利用信息資源。利用接口層，能夠實現(xiàn)物理存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)和模型接口的規(guī)范銜接。BIM系統(tǒng)中，模型層是核心部分，能夠對系統(tǒng)進行綜合定義，滿足工程施工設計圖各類要求。數(shù)據(jù)層中集成了各類信息，包括系統(tǒng)信息和模型信息等。做好訪問設計，能夠實現(xiàn)BIM系統(tǒng)的合理操作，實現(xiàn)設計結果規(guī)范化檢查以及算量統(tǒng)計分析等[5]。

4 結束語

綜上所述，在建筑結構施工圖設計中，應用建筑信息模型，能夠提高設計方案的質量和效率。為保證建筑信息模型的作用充分發(fā)揮，在具體實踐的過程中，要明確設計流程、明確模型描述要求、設計BIM模型、構建BIM系統(tǒng)。

[1]蔣洪洋.基于建筑信息模型的建筑結構施工圖設計[J].建筑知識，2016（3）.

[2]凌小萍.基于建筑信息模型的建筑結構施工圖設計[J].建材與裝飾，2016（37）.

[3]時光，崔冬霞.基于建筑信息模型的建筑結構施工圖設計研究[J].建筑工程技術與設計，2016（14）.

[4]張海燕.建筑結構一體化協(xié)同設計中的建筑信息模型運用探討[J].建筑技術，2017，48（8）：876～878.

[5]徐濤.建筑結構施工圖設計中的建筑信息模型構建[J].建筑技術開發(fā)，2017，44（7）：29～30.