張杰（北京物資學(xué)院，北京101149）

基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究

張杰
（北京物資學(xué)院，北京101149）

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑項(xiàng)目也越來(lái)越多，人們對(duì)建筑的要求也逐漸提高，建筑物的設(shè)計(jì)方式越來(lái)越復(fù)雜，BIM設(shè)計(jì)方法的出現(xiàn)，完美地解決了這些問(wèn)題。論文主要從BIM的概念出發(fā)，對(duì)基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望能夠給相關(guān)人員提供一定的參考。

BIM；特點(diǎn)；設(shè)計(jì)方法

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.105

1 引言

利用月IM平臺(tái)，建筑行業(yè)在生產(chǎn)與運(yùn)維方面都得到了很大的改善，而且，與建筑相關(guān)的各個(gè)單位，包括建筑單位、施工單位、建筑師以及工程師都能夠在第一時(shí)間了解與該建筑相關(guān)的各種信息，使建筑的全生命周期更加的透明化。

2 BIM基本的概念

月IM，英文全稱(chēng)是月uilding Information Model，最早是被美國(guó)的建筑學(xué)博士Chuck Eastman提出的。月IM建筑平臺(tái)，整合了與建筑相關(guān)的所有信息[1]，包括建筑的設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)等階段。通過(guò)月IM建筑平臺(tái)，相關(guān)管理人員可以隨時(shí)根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)度刪除或添加信息，不僅提高了建筑項(xiàng)目的完成效率，而且對(duì)保證建筑的質(zhì)量也具有積極影響。而且，在月IM平臺(tái)中創(chuàng)建的三維模型，還可以被轉(zhuǎn)化為2D施工圖，供相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員分析。因此，我們說(shuō)，月IM平臺(tái)的出現(xiàn)，使建筑項(xiàng)目的整體生命周期更加完善和統(tǒng)一。

3 基于BIM的建筑設(shè)計(jì)方法

以月IM為基礎(chǔ)平臺(tái)的建筑設(shè)計(jì)方法，優(yōu)勢(shì)比較明顯[2]。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)需要相關(guān)人員對(duì)照二維平面圖想象三維立體圖，增加了設(shè)計(jì)人員的工作量。而在月IM平臺(tái)上，建筑設(shè)計(jì)人員可以借助相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，直接在三維空間上設(shè)計(jì)建筑物的構(gòu)建信息，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)人員的工作，月IM平臺(tái)的建筑總設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

3.1 方案確定階段

在建筑工程項(xiàng)目的方案確定階段，主要的側(cè)重點(diǎn)有2個(gè)，即建筑物的主體格局與建筑物的外形藝術(shù)[3]。利用月IM平臺(tái)和相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，建筑結(jié)構(gòu)師與建筑設(shè)計(jì)師可以很好地協(xié)調(diào)并確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

3.2 初步設(shè)計(jì)階段

在項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)階段，需要進(jìn)行以下工作。

1）加載月IM建筑模型。該過(guò)程需要始終以整個(gè)建筑模型為中心，并確保不對(duì)建筑的使用功能與藝術(shù)效果產(chǎn)生影響。在月IM平臺(tái)，利用Revit軟件的可視化功能，在新建的結(jié)構(gòu)樣板中可以直接導(dǎo)入或鏈接建筑物的模型與設(shè)計(jì)方案的CAD文件。

2）布置受力構(gòu)件。如圖2所示，在平面圖中繪制相關(guān)部件之后，相應(yīng)的三維立體圖就會(huì)將其呈現(xiàn)出來(lái)，也就是說(shuō)，月IM核心建模軟件中的平面視圖與三維模型是互相關(guān)聯(lián)的一個(gè)整體。

圖2 平面結(jié)構(gòu)布置工作模式

3）檢查模型并導(dǎo)入有限元分析軟件。在月IM平臺(tái)中，完成了結(jié)構(gòu)建模之后，就要選擇合理的結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算軟件進(jìn)行試算。這些軟件將會(huì)對(duì)建筑模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)，例如，模型中的幾何尺寸、荷載工況或者邊界約束條件等進(jìn)行分析，并將結(jié)構(gòu)反饋給月IM平臺(tái)，以便對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行修改和更新。

3.3 施工圖階段

建筑項(xiàng)目施工過(guò)程需要按照二維圖紙進(jìn)行，所以需要將之前多次修改與補(bǔ)充的最佳三維立體模型轉(zhuǎn)化為二維模型，并反映到圖紙上，以便施工人員按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工，這就是施工圖階段的主要任務(wù)。當(dāng)然，在整理施工圖紙的時(shí)候，還需要進(jìn)一步對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)和水暖電等專(zhuān)業(yè)進(jìn)行綜合考慮，確保模型得到進(jìn)一步的優(yōu)化。施工圖階段最終的成果文件需要滿足設(shè)備材料采購(gòu)、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制作和施工要求的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等各專(zhuān)業(yè)對(duì)圖紙的要求。月IM核心建模軟件 Revit Architecture和Revit Structure是基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的建模軟件。當(dāng)建筑或結(jié)構(gòu)模型完成后，可以通過(guò)各個(gè)標(biāo)高的平面視圖轉(zhuǎn)換成施工圖，并且當(dāng)后期設(shè)計(jì)發(fā)生變更時(shí)，無(wú)論直接修改Revit項(xiàng)目瀏覽器的施工圖，還是在三維模型中修改，其他視圖相應(yīng)位置的構(gòu)件都會(huì)做相關(guān)聯(lián)的修改，即一處發(fā)生改動(dòng)，其他相圖紙相應(yīng)處也會(huì)跟著改動(dòng)。此外，圖中每個(gè)視圖都是由三維模型生成的，視圖與視圖之間也是相關(guān)聯(lián)的。通過(guò)Revit系列軟件的項(xiàng)目瀏覽器可以高效管理設(shè)計(jì)圖紙，施工圖設(shè)計(jì)說(shuō)明等圖紙文件。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用月IM平臺(tái)對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅提高了建筑模型的設(shè)計(jì)精度，而且可以確保建筑模型中各個(gè)專(zhuān)業(yè)的模塊設(shè)計(jì)更加協(xié)調(diào)統(tǒng)一。同時(shí)，在整個(gè)建筑模型的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員都可以直接觀看到相應(yīng)的三維立體圖形，避免了后期對(duì)模型的大量修改。此外，在對(duì)建筑模型進(jìn)行數(shù)據(jù)參考的時(shí)候，對(duì)一處進(jìn)行修改，其他圖中與之相關(guān)聯(lián)的地方也隨之更改，大大減輕了工作人員的工作量?？梢?jiàn)，月IM技術(shù)的應(yīng)用，使我國(guó)在建筑設(shè)計(jì)方面取得了巨大的進(jìn)步。

【1】榮華金.基于月IM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究[D].合肥：安徽建筑大學(xué),2015.

【2】趙霞.建筑工業(yè)4.0視角下基于月IM的建筑集成設(shè)計(jì)方法研究[D].北京：北京交通大學(xué),2015.

【3】王加峰.建筑工程月IM結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2013.

Research on Design Method of Building Structure Based on BIM

ZHANG Jie
(Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

In recent years,along withour country's urbanization advancement speeding up unceasingly, the construction projects in our countrymore andmore, the construction requirement also gradually improve, therefore, the design of the building more and more complex, at this time,the emergence of BIM design method perfectly solve these problems. In this paper, starting from the related concept of BIM, the structure designmethod based on BIM has carried on the detailed analysis,hoping to provide certain reference to the related people.

BIM;characteristic;design method

TU17;TU318

A

1007-9467（2016）12-0010-02

2016-10-20

張杰（1978～），男，北京人，高級(jí)工程師，從事工程項(xiàng)目管理及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。