广东河源 517000
摘要：作为新时期我国建筑结构设计中新兴的一种设计技术，BIM有效地打破了现阶段建筑结构设计发展瓶颈，为结构设计人员的工作带来了巨大便利，同时也大大提升了结构设计工作的质量与效率。本文以建筑结构施工图设计为研究对象，就其中的BIM应用情况进行了深入探究，期望为后续BIM的应用和研究提供参考。
关键词：建筑信息模型；建筑结构设计；施工图
随着我国建筑工程的迅猛发展，以CAD为代表的二维设计技术已经无法满足新时期建筑结构设计需求，此时BIM技术应用而生。通过在建筑结构设计工作中引入BIM，可以充分满足新时期建筑结构设计新标准和新技术对于结构设计工作提出的更高要求，显著提升建筑结构设计质量和效率，尤其是有助于改善或者解决传统CAD技术中存在的误差问题、图纸修改程序复杂以及信息共享率低等问题。因此，对于BIM在建筑结构施工图设计中的应用进行探讨具有重要意义。
1 BIM模型设计及应用优势
BIM模型实际上就是建筑信息模型，其以IFC标准模型的逻辑结构作为设计的基础上，兼具IFC运行便捷性、效率性等优势，同时也可以实现对IFC模型文件进行有效兼容。从构成角度上来看，BIM模型主要包括四个关键模型部分，即结构构件、材料信息、属性定义和计算结构。其中的材料信息模型主要是指针对钢筋材料、混凝土材料等相关材料信息构件进行类别模型建立的过程；结构构件模型则是建立梁、板、柱和墙等相关建筑构件之间联系性的设计模型；属性定义模型就是对各个构建的动态属性进行定义，为BIM模型的动态扩展提供必要的接口；计算结果模型则是在BIM模型构件完毕的基础上，得出建筑结构内力分析和设计结果。而如果可以在建筑结构施工图设计过程中引入和应用BIM技术，其设计优势主要表现在如下几个方面，即：
其一，拥有很大的集成信息量。通过BIM技术的合理应用，可以综合处理建筑物性质、建筑材料以及建筑结构空间关系等相关设计知识，并借助先进的计算机技术来实现建筑工程施工的信息化和数字化模型，以更好地调用相关的建筑设计信息。其二，可以将设计图纸完全可视化。相较于CAD这种传统的二维设计技术，BIM技术可以实现数字化建筑构件，并借助三维模型来展示相关的施工设计图，有助于确保施工的整体质量。其三，可以便于后期修改。通过采用BIM技术，可以直观、便捷地观察相关的图例，尤其是有助于对后期可能会影响建筑结构的各种因素进行便捷修改，大大提升了实际设计工作的效率。其四，可以实现参数化结构设计。在建筑信息模型下，各类建筑构件可以以数字化数据信息进行呈现，此时可以更好地借助建筑周边空间来对建筑结构施工设计方案进行优化。
2 基于BIM的建筑结构施工图设计
2.1 设计基本流程
在建筑结构施工图设计工作中，相关的设计人员需要结合实际的建筑工程设计要求和现场的实际情况来进行施工图纸的初步绘制，充分对建筑结构及其模型的实际情况进行充分分析，加之有关操作软件的合理应用来有效地分析建筑结构的受力情况，这样既可实现初步设计建筑构件的目标，之后需要结合所反馈的相关设计结果来对建筑结构施工图设计中存在的不足之处进行合理调整，确保其可以满足实际的建筑结构施工需求，最后即可进行建筑结构施工总图的绘制工作，这样可以实现借助BIM技术来设计建筑结构施工图纸。
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2.2 明确BIM模型描述
从本质上来讲，物理模型是建筑结构施工图设计的核心，其涉及到管理信息、关联信息和结构物理模型等，根据不同类型和要求的信息指标，需要合理分析节点、截面以及约束等方面的信息，同时还要仔细对比分析信息之间的属性关系、用户权限以及模型版本信息，确保所选形式的合理性。在现有IFC标准设定环节当中，除了需要考虑建筑模型指标要求之外，同样需要对结构构建有一定要求，合理设计楼梯、基础以及关键主梁结构等相关建筑构件的形式要求。考虑到构建实体是构建信息来源的主体，这就要求在做好IFC模型设计环节过程中的实体及其相关要求来明确建筑楼层间的相关性的基础上，合理对应的建筑结构实体要求，明确楼层和实体之间的联系性，最后即可达到定义建筑墙体模型的目的。归纳起来，BIM模型模型描述可以分成关联性和非关联性定义两种类型，前者在BIM模型设计阶段均有相应的规定与要求，具体需要概括分析相关的模型信息，结合构件关联性的实际变化情况，按照模型体系指标要求来进行合理设定。而非关联性定义则主要是指实体之间的差异性和联系性，即修改主实体的同时会相应的改变实体。比如，在实际的建筑结构施工图设计的过程中，需要将比较洞口和墙体作为后续控制阶段的主要内容，否则如果对墙体进行有关的破坏性操作，那么也必然会对墙体洞口本身产生很大影响。
2.3 BIM模型设计
从整体上来看，BIM模型设计系统本身具有很强的特殊性，需要充分分析相关的逻辑结构，并要严格遵从规定的设计标准、要求和规范来进行设计操作。在导入IFC模型文件的时候，需要做好相关的管控工作，这主要是由于相应的文件中包含有不同类型的结构部门的相关信息。比如，在比较分析相应结构构件模型的时候，需要掌握结构属性和结构形式以及梁柱和墙体等相关构件之间的属性关系等等。考虑到不同类型的关联体系之间本身存在很强的联系性，此时需要结合钢筋、混凝土材料等相关信息模型的实际要求，对BIM模型进行动态扩展，增强其操作的便捷性和效率。考虑到建筑工程本身结构类型的复杂性以及相关产业结构的复杂度，后续实际的操作过程中需要充分采用现阶段的建筑框架结果来比较相关的数据信息。另外，在IFC标准下，需要注意结合不同的模型扩展方式，严格按照相关的要求和规定来进行操作，确保可以提升最终计算结果的有效性。
2.4 BIM系统实现
BIM系统作为建筑结构施工图设计中的基础系统，可以在建立设计有效平台的基础上，实现对相关建筑结构施工图信息和数据进行再次利用，比如常用的二次开发平台有Visual-Studio.Net等。从BIM系统的构成角度来看，其主要包括如下四个层面，即：（1）数据层。为了有效地利用BIM系统中的数据层，为实际的设计工作提供可靠、准确、全面的数据信息和设计资源，必须要充分结合BIM建筑结构原型对于实际开发所提出的需求，严格按照BIM系统数据库中的相关要求和指标等来合理开展应用。（2）接口层。该层次的系统的根本作用在于有效衔接模型接口和物理存储数据，需要确保IFC访问接口可以实现对建筑BIM模型的兼容和提取，同时要要求其访问接口可以有效地对应内存BIM模型和数据层数据二者之间的关系。（3）模型层。该层是BIM系统的核心部分，其主要是定义系统信息，满足建筑结构施工图中的各项设计要求。（4）应用层。除了包含建筑结构施工图设计的各项功能要求之外，还包括一些具体的应用要求，比如图档管理、统计算量、更改设计施工图、检查建筑三维模型以及校对验证设计图结果等等，确保可以充分利用文件信息、系统信息、设计规则信息以及建筑模型等相关方面的信息来确保BIM系统设计与应用的整体质量。
总之，通过在建筑结构施工图设计中引入BIM技术，可以有效地弥补传统CAD二维设计技术应用中存在的缺点和不足，真正实现了施工图设计的直观化、动态化、信息化，同时后期的图纸修改也更加编辑。但是需要注意的是，必须要严格按照BIM技术的应用流程和要求来开展，同时需要加强设计过程中的管控力度，从而不断提升整体施工图设计的质量与效率。
参考文献：
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[2] 李思明.建筑信息模型下的建筑结构施工图设计[J].华南理工大学学报.2013,(3):76-77.
[3] 李旭.面向信息模型的建筑结构施工图设计分析[J].科技资讯.2014,24(34):31-32.
论文作者:潘瑞婵
论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/11
标签：模型论文; 建筑结构论文; 施工图论文; 建筑论文; 信息论文; 构件论文; 结构论文; 《防护工程》2017年第10期论文;