基于BIM的建筑结构设计方法研究

傅才晓

（中石化中原石油工程设计有限公司，河南濮阳457001）

基于BIM的建筑结构设计方法研究

傅才晓

（中石化中原石油工程设计有限公司，河南濮阳457001）

信息时代计算机技术迅猛发展，推动了建筑工业经济水平的显著提高，由此建筑信息模型(简称BIM)应运而生，给建筑业带来了一场信息技术革命。论文分析了基于BIM的建筑结构设计的特点以及具体步骤，以供参考和借鉴。

BIM；建筑结构；设计；方法

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.010

1 基于BIM平台设计的特点

通过BIM平台进行建筑结构设计，减少了建筑施工过程中的设计变更，具体来说，其主要的特点包括以下几点。

1.1 可视化程度高

建筑方案是建筑设计的开端，初步设计完成后会交由结构工程师，结构工程师根据建筑平面图的布局和构造对结构方案和构件截面尺寸进行初步判定。通过BIM平台进行建筑结构设计具有可视化的优势，结构工程师可以通过BIM平台在拟定的建筑模型中提取结构分析所用的数据，并对这些数据进行修改和计算，也可以直接在模型内部布置结构构件，在此基础上可以建立结构初步模型，之后经过精确的试算比较，最终确定结构施工图模型并交给建筑师，对建筑模型和施工图进行进一步的优化，提高设计的精确度。

1.2 协同设计效率高

BIM平台可以为建筑涉及到的各个专业提供工作集成模式，各个专业可以共享中心坐标。BIM协同平台会在模型出现变动时对各专业的相应工作集及时、自动发送预警，有利于根据具体的变化做出相应的修改。在确定结构模型后要与设备模型进行碰撞分析，相互沟通协调后确定最终的施工图模型。

1.3 参数化设计

BIM平台主要依托数据信息建立和维护建筑模型，设计过程也就是添加设计数据信息的过程。利用BIM平台进行建筑结构设计也是参数驱动设计过程，BIM设计平台的参数具有联动性，结构工程师修改模型中的构建尺寸时也就相应修改了施工图，修改一处也会牵动其他地方的改变，便捷了设计的修改和调整。

2 基于BIM的建筑结构设计具体步骤

BIM平台的应用是第二次建筑设计方式改革，其特点是参建的各专业工程师在布置构件和设计建筑信息时，只需有效利用计算机软件技术构建出来的虚拟三维空间，BIM设计阶段的流程如图1所示。

图1 基于BIM平台的建筑工程设计流程

2.1 方案阶段

在建筑方案阶段，注重的重点内容是建筑的外形环境艺术和主体格局，需要各专业工程师从艺术形式、建筑功能、结构力学等多角度分析结构主体布局，此过程可以通过BIM平台将设计成果展示在三维空间内，并通过与结构工程师的协调，确定初步的建筑设计和结构设计方案。

2.2 初步设计阶段

2.2.1 加载BIM建筑模型

结构主体构件设计要以建筑模型为主体，在不影响建筑艺术效果和使用功能的基础上，修改建筑模型。Revit是BIM平台的核心建模软件，具有可视化的特点，可在新建的结构样板中导入或链接建筑模型和方案设计的CAD文件。

2.2.2 布置受力构件

BIM平台核心建模软件的平面视图与三维模型的参数是相互关联的，所以在平面图中绘制构件时，三维视图相应的位置也会出现一致的构件。结构工程师可以根据建筑初步模型布置竖向承重构件、水平构件和竖向抗侧力构件，利用建筑模型作为参照可以减少结构构件与建筑构件的碰撞冲突[1]。

2.2.3 检查模型并导入有限元分析软件

BIM平台的数据可以共享，所以选择结构有限元分析软件时要注意：（1）具备相应的与建模软件数据交换接口，通过直接或间接方式，将结构模型中的几何尺寸、荷载工况等转换成软件中的分析数据，防止重复建模问题；（2）经过计算分析并调整后的模型，通过有限元分析软件再次反馈到建模软件中，有利于更新或修改原始模型。

2.3 施工图阶段

此阶段的任务是将各专业最终模型反馈到二维图纸上，同时结合建筑、结构、水暖电各专业需求，优化建筑和结构专业模型。BIM核心建模软件是基于参数化设计的建模软件。所以完成建筑或结构模型后可以通过各个标高的平面视图转换成施工图，并且发生变更时，一处发生改动，其他相图纸相应处也会跟着改动。

【1】李宝鑫,张津奕,刘军,等.基于BIM的建筑可持续设计方法研究与实践[J].绿色建筑,2015(3):67-71.

Research on Structural Design Method Based on BIM

FU Cai-xiao

(Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Design Co.Ltd.,Puyang 457001,China)

The fast development of computer technology in the information age promotes a significant increase of the economic of construction industry;asa result,building information mode(briefly named BIM)is produced,bringing a information technology revolution to the construction industry.This paper analyzes the features and specific steps of the building structure design based on BIM，to provide a reference.

BIM；building structure；design；methods

TU3

A

1007-9467（2016）08-0018-01

2016-07-20

傅才晓（1980～），男，辽宁人，工程师，从事建筑结构设计