薛贤蒙1 陈童2
1济南轨道交通集团有限公司 济南 250101；2山东三箭建设工程股份有限公司 山东 250100
摘要：BIM技术在地铁车站结构设计中起到了主导以及决定性的作用。在协同设计和结构计算方面尚无成熟的范例和工程经验可供借鉴，因此，研究基于BIM技术的地铁车站协同设计及结构计算具有十分重要的意义。以实际工程为例，采用理论结合实际的方法，研究基于BIM技术的地铁车站建筑结构协同设计方法，采用BIM技术进行地铁车站协同设计;研究基于BIM协同设计模型的地铁车站结构计算模型建模方法，创建地铁车站BIM结构计算模型，并将结构计算模型导入Midasgen，根据工程实际情况完成结构计算分析;研究表明，基于BIM技术进行地铁车站协同设计和结构计算是可行的，研究成果可供采用BIM技术进行实际工程设计时参考。
关键词：BIM技术；地铁车站；结构设计
引言
BIM技术是现代工程项目相关信息数据的载体，通过BIM技术建立三维模型，并模拟工程所具有的真实信息，具有信息完备性、关联性、协调性以及可视性等综合性的优势它结合了生命周期内部各个阶段的特点进行了信息分析，包括几何、造价和装配调价等。对后期建设设计、施工运行、造价管理等具有重大影响作用，是信息修改、存储的重要参考依据。现阶段，地铁工程中运营BIM技术较为广泛，主要是在建模、4D施工模拟和碰撞检测等方面作为参考，BIM技术在地铁施工领域等方面发挥着重要的作用，应加大推广和应用力度。
1BIM技术特点
1.1BIM技术的可视化
可视化，即“所见即为所得”的形式。3Dmax、Sketchup在现阶段的应用范围已经非常广泛，在前期方案推敲、阶段效果图展示上都有良好的效果。现阶段，大量设计工作仍然以传统CAD软件为基础进行设计，主要借助平面、立面、剖面设计实现对建筑项目的综合探讨，但对于大规模、复杂度高的项目，如果仅依靠传统二维设计、凭空想象，不仅难度大，后期出现差错的概率也会增加。BIM技术借助设计工具、设计方法实现了对项目工程的全面设计工作，设计人员借助三维思考方法实现了对项目的合理化设计。
1.2BIM技术的协调性
BIM技术还能够对建筑模型信息进行修改和添加，借此实现对模型数据以及效果图的实时更新。此外，BIM技术还可以用于4D模拟及碰撞检查等工作任务，能够更好地保证建筑施工过程的稳定性和协调性，帮助施工人员及时发现施工过程中可能遇到的问题，尽早解决，有效保证施工顺利进行。
1.3模拟性
BIM技术便于后续模拟工作的顺利进行，可实现日照模拟、紧急疏散模拟等可持续设计，能够有效的降低污染问题，提高建设质量。同时，通过模拟，能够更加准确的对施工方案和施工技术进行选择和效果确认，从而提高施工方案和组织计划的科学合理性。另外，借助BIM技术还可以充分实现5D模拟分析，更加方便快捷的对工程成本进行分析，形成工程预算结果所需的相关信息，便于成本控制工作的顺利进行。
1.4BIM技术的出图性
因为BIM技术可以更好地实现对建筑模型的3D可视化模拟需求，及时对模拟效果进行展示、协调与优化，所以BIM技术能够帮助设计方对建筑项目的管线图及施工图等图纸进行合理优化，提高建筑设计的质量。
1.5BIM技术的优化性
BIM技术的优化性主要体现在BIM技术能将建筑工程设计与投资回报分析结合起来，能够实时计算出设计变化对投资回报的影响，然后通过不同方案的对比选择最佳方案。另外，BIM技术还能够对大型的建筑项目进行合理设计与施工优化，使建筑工程造价达到最优化结果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2BIM技术在地铁车站结构设计中的具体应用
2.1车站结构建模
在地下结构中运用BIM技术，主要是利用RevitStructure2012建立地铁车站的BIM三维模型。地铁车站建模中，工程模型主要由建筑相关专业设计完成，主要借助载体为Revit软件。该软件包含有Mep、Archi－tecture以及Structure三个模块，借助上述几个模块实现对建筑体设备、结构模型的综合分析具有极大优势。在建模环节中，Architecture软件可为后期土建模型设计提供依据，便于相关模型数据的全面可控性管理。方可实现构件装修、硬件设备设施的建立管理。Revit本身的软件构件族较少，无法全面满足车站结构的建模所需，因此应用Revit软件实施车站结构建模时，一定要创建需要的构件族，应用基于中国用户定制的StructureAnalysisDefaultCHNCHS.rte项目样板文件创建新的项目，最后应用创建的族文件和系统族文件建立车站站台区的3D模型。在应用重新建立的结构族建立三维模型时，Revit软件会同时建立进行结构分析的三维分析模型，双击项目浏览器的分析模型就能够查看。
2.2BIM模型的整合
在碰撞分析之前必须进行模型的整合处理，将各专业的模型融合为一个整体。模型整合主要有两种方法，一种方法是在Ｒｅｖｉｔ软件里将机电专业模型拷在一起，并链接建筑、结构模型进行整合，但各个系统整合在一起，模型构件太多，运行起来就相当的困难。另外一种整合方法是基于Ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ软件实现的，该软件是一款可进行施工模拟和碰撞检査的软件，并能与Ｒ ｅｖｉｔ模型相互转换，可运行Ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ进行碰撞检査，实现多方位、多接口、多角度观察，发现碰揸问题能够标记下来，并可以直接返回到Ｒｅｖｉｔ软件中进行调整。具体方法为将Ｒ ｅｖｉｔ中创建的各专业模型导出为ｎｗｃ格式，利用Ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ—起打开各专业ｎｗｃ文件，软件自动会进行模型整合。
2.3设备、管线模型分析
设备和管线模型分析中，需要考虑土建模型的要求，借助协同化管理实现结构设计操作。模型建立起价，需要及时对管线专业的前期需要、方案设计等进行考虑，加强管线上游分析，对预留余量、相关参数进行综合对比，以便充分提高模型利用的合理性。此外，设计人员还需要加强下游专业预留条件的合理分析，便于提前获知方案是否可行。根据协同作业方法，以BIM技术为平台进行搭建设计，及时提高施工方与业主方之间沟通有效性。便可将BIM技术获得的信息数据及时作为资料进行设计。地铁车站结构设计中，三维模型可提高各个专业的作业效率。综上分析，BIM技术在平台系统中的应用效果良好，可充分实现及时检测、自动控制、互相沟通的目的。缩小了工程师人员之间的沟通障碍，便于有效控制设计周期，提高设计质量，便于施工方经济效益的稳定增长。
2.4生成地铁车站施工明细表
建筑业的快速发展使建筑工程项目变得越来越复杂，工程量也越来越大，传统的统计工程量方式已不能满足市场需要，而ＢＩＭ技术的建筑信息模型能够快速生成构件明细表，帮助工程项目投资者进行准确的工程造价预估，保证经济投入的最优化。在利用ＢＩＭ技术生成明细表时要按照一定的操作进行，例如在对地铁车站墙生成明细表时，要按照以下步骤进行：第一，创建墙的明细表，在类别中选中墙，阶段选择新构造，单击确定，弹出明细表属性对话框；第二，在对话框中设定字段、排序、过滤、格式及外观，要注意在字段对话框中选择创建墙的明细表中包含的名内容，如：体积、功能、制造商、合计、宽度、型号、成本、结构说明、结构用途、防火等级及面积等；第三，要在明细表左上角对属性、解组、成组、隐藏以及在模型中高亮显示等进行设置。
结语
随着BIM技术日渐成熟，BIM理念和技术逐步得到了建筑业各参与方的认可和应用。结构设计是地铁车站设计建造过程中非常重要的一环，是地铁车站安全性的保证，因此研究基于BIM技术的地铁车站协同设计和结构计算具有重要的工程实用价值。
参考文献：
[1]扶晓康，李浩彬．BIM技术在地铁车站结构设计中的应用研究[J]．技术与市场，2017（4）：66.
[2]刘卡丁，张永成，陈丽娟.基于BIM技术的地铁车站管线综合安装碰撞分析研究[J].土木工程与管理学报，2015（1）：53~58.
[3]张虬，王彩，黄哲，等．BIM技术在地铁车站结构施工预留中的简单应用[J].城市建设理论研究，2015（30）.
论文作者:薛贤蒙1,陈童2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/21
标签：模型论文; 技术论文; 车站论文; 地铁论文; 结构论文; 明细表论文; 建筑论文; 《防护工程》2018年第4期论文;