建筑信息模型在建筑结构一体化协同设计中的应用

须六平

摘 要：数字化信息集成中最重要的一个载体即是建筑信息模型，其在整个建筑构造环节中贯穿始终，对建筑结构的设计、施工以及运营管理进行有效的指导。文章基于建筑信息模型的特点，对建筑信息模型技术的有关研究现状以及其在建筑结构协同设计中的具体应用进行了简要的分析，以期能够提高建筑结构设计人员对于建筑信息模型的认识。

关键词：建筑信息模型；建筑结构；一体化；协同设计

现阶段，建筑工程的规模不断变大，其设计工作也就变得越来越复杂，传统的协同方式已难以与建筑设计要求相符合，因而将建筑信息模型应用到建筑结构一体化的协同设计中去，能够及时的对设计动态进行更新，减少工程的成本投入。

1 建筑信息模型概述

1.1 建筑信息模型技术研究现状

建筑信息模型又可以称之为BIM技术，其能够有效的对建筑项目设计、施工以及实际的运营过程中存在的确定的以及难以预见的问题进行预测，减少工程设计过程中以及施工过程中存在的沟通障碍，并保证了重要信息的连贯性，最终实现对整个建筑工程全过程管理的目的。然而建筑信息模型发展初期，这项技术单单只有一些简单的理论研究，直到现阶段科学技术的不断发展，计算机的普及程度越来越高，建筑行业才渐渐将此技术投入使用，且国内外成功应用了建筑信息模型的案例更是不在少数。

1.2 建筑信息模型技术标准

在实际应用建筑信息模型时，应遵循一定的技术标准，以便能够在具体的工程建设中有条理的进行协同设计工作，从而能够在建筑信息模型的整个设计过程中，使得数字化信息得到更为广泛的传播，确保不同软件之间的信息共享以及交流沟通，有效提高建筑生产的工作效率。因而，为了能够真正的实现建筑业往信息化方向发展，务必要严格遵守相关的标准，进行协同设计。

1.3 建筑信息模型的应用优势

由于建筑信息模型技术在建模时不止是简单的呈现出点线的二维图像，而是包含了较多的参数以及信息结构不见三维信息模型。因而工程设计师在绘制工程设计图时，为了能够更明显的将建筑工程的结构表现出来，比起传统的计算机辅助设计，即CAD绘图技术，或者是简单的3D模型软件，更会选择运用建筑信息模型BIM软件进行建模，并在设计时不断的对建筑的信息以及参数进行添加、完善以及修改，最终呈现出数据化的设计方式。

2 建筑信息模型在建筑一体协同设计中的应用

2.1 可视化设计

在工程设计的初始阶段，采用建筑信息模型能够建立起三维的实体模型，通过此模型能够迅速的推算出建筑的体量，直观的辨别出建筑物的造型以及建筑物的功能布局。一旦建筑工程结构较大时，建筑物的内部构造相对比较复杂，要想对其结构部件进行模拟预演，则可以利用建筑信息模型技术所具有的可视化技术进行建筑设计，对建筑物的适配性以及建筑结构构件内部所展现的形式进行考察，从而筛选出最优的设计方案。设计工程的施工图纸时，为了能够提高设计的速度，快速的对设计决策进行变更，则可以利用建筑信息模型，以便能够在较短的时间内检测到工程设计中存在的错误以及问题，并采取相应的措施解决这些问题，减少工程设计建造的成本。

2.2 参数化设计

2.2.1 参数化建模。社会不断变化，大众的审美也在不断改进，建筑设计也要随之不断变化，传统建筑物的造型一般会使用较为复杂的自由曲面，或者按照地形直接建造，起伏较大，难以做好定位工作。利用建筑信息模型进行工程设计时，设计师在创建特定的结构模型时可以利用定义参数跟参数之间的关系进行设定，并对参数之间的特定关系进行规定，确保两者能够有一些关联性，且建筑信息模型技术能够对这一关系进行自动的维护并约束。

2.2.2 多方案优化设计。建筑工程项目在不断得到推进的同时，通常会根据具体的工程需求，探索出多个不同的工程设计方案，必要时可以用来备用。在对建筑模型的可视性以及建筑参数之间的关系进行分析时，可以适当的关闭或者开启一些设计选项。工程师则可以按照设计选项为客户提供不同的设计方案，也可以根据客户的喜好设计一个主要的设计方案。

2.2.3 创建结构分析模型。建筑信息模型不但包含了建筑工程结构的平面几何信息以及物理信息，还能够对建筑结构进行分析。利用建筑信息模型软件创建建筑结构时能够自动对模型进行分析，建立起有限元的结构信息模型，该结构中蕴含着较为丰富的信息参数。建筑信息模型所具有的检测功能，不但能够确保模型分析的合理性以及正确性，还能够通过对建筑结构的分析，适时的对结构的尺寸以及建筑材料进行调整，使其能够与结构设计需求相一致。

2.2.4 自动出图。建筑信息模型中图纸作为视图类型其中的一种，其主要包含平面、剖面、立面以及三维视图等多种多样的视图。传统的工程设计图中，一旦对工程设计图发生了简单的变化，则需要手动对土质中大量的细节以及数据进行修改，涉及的设计程度不但复杂，且难以实施。然而建筑信息模型中的建筑图纸以及建筑模型都跟数据库相通，其中一项数据参数发生了变化，其他的也会随之发生相应的变化，不需要逐一对其进行修改，这就大大简化了设计修改的程序，节省了大量的人力财力。

2.2.5 基于经济性的结构优化设计。建筑信息模型技术系统收集分析数据以及统计数据的能力都十分的强大，则可以按照设计师的具体需求添加必要的关键词，并提取出有效的信息，比如建筑构件的明细表之类的信息。此技术对数据进行分析时能够有效构建高效率、高收益建筑结构。

2.3 协同设计

建筑、结构以及设备等不同的专业在相同的工作平台下开展相关工作，并集体共享已经设定好的项目中心文件，即是所谓的“协同设计”。专业不同的工作人员在各自使用建筑信息模型技术软件建立跟自己专业有关的建筑信息模型后，与中心文件相互连接，完成同步设定工作后，自动在中心文件中添加新创建的或者已经修改好的信息。而此中心文件即是建筑信息模型，不同专业的工作人员都能够通过此模型查看其他专业布置建筑部件的情况，以及查看其他相关的信息，最终能够有效对信息进行共享，并整体推进设计工作。同时，建筑信息模型系统还能够对碰撞进行检查，亦或是与其他的专门检查碰撞软件的工具进行连接，提供相应的碰撞检查功能。使用此技术能够在第一时间内检查到错漏碰缺的部位，例如，对建筑结构的布置、建筑洞口以及设备管线之间发生的碰撞进行检查，这样能够便于及时的为工程设计师提出有效的指导意见，极大的提高了结构与建筑、设备之间的沟通效率，缩短了工程设计的周期，减少了不必要的资源浪费。

3 结语

总之，现阶段建筑形式越来越现代化，越来越多样化，传统的建筑方式已经难以与之相适应，因而可通过加大建筑信息模型技术的投入使用，提高建筑结构设计的工作效率，促进建筑行业的健康、持续发展。

参考文献

[1] 熊殿华.建筑信息模型在建筑一体协同设计中的应用分析[J].计算机光盘软件与应用，2015，03（03）：120.

[2] 季家艳.刍议基于BIM技术的建筑结构协同设计[J].房地产导刊， 2015（02）：14-18.