摘要：建筑模型为现代建筑施工建设提供了指导，保证了相关工作的有效性，模型设计和集成框架则对虚拟现实技术提出了较高要求。基于此，本文以BIM建筑结构设计模型集成的应用过程作为切入点，给予简述，再以此为基础，重点论述其应用策略，包括整体框架确定、框架的重构等，最后结合实例对上述理论进行说明，以期通过研究为后续具体工作的开展提供参考。
关键词：BIM技术；建筑结构；可视化；整体框架
前言：BIM技术即建筑信息模型（建筑信息管理）技术，该技术是信息技术发展下的重要产物，可以实现对目标的三维立体化模拟，展示更多的直观信息，免去传统二维模拟可视化不强的问题。在现代建筑的设计和建设中，BIM技术主要用于构建大量模型，设计人员可以根据BIM模型进行参数代入和后续分析调整，优化整体设计水平。本文就基于BIM建筑结构设计模型集成框架的应用进行分析。
1.BIM建筑结构设计模型集成的应用过程
1.1信息收集
BIM技术应用的基础是大量详实的数据，在BIM建筑结构设计中，模型集成的直接基础是大量的虚拟模型，这些虚拟模型则需要来自信息数据的支持。一般来说，在建筑设计的初期，需要收集一些基础数据，构建涵盖整个建筑的整体模型，之后进行简单模拟，了解整体模型的基本态势。完成整体模拟后，根据建筑内部的要求进行小范围局部模拟，将整个建筑拆分为多个部分，针对每一个部分进行广泛的信息收集，作为建模和集成的基础。
1.2可视化表达
建筑模型的复杂性，与建筑功能、设计直接相关，一般的大型建筑，以及建设要求较多的建筑，需要进行的建模和分析工作也较多，在进行模型构建和分析的过程中，可视化环境可以保证整体工作的有效性。如针对商民两用建筑的建模工作，商用层、民用层以及转换层、地下室的设计都存在差别，要求在数据收集的过程中选取模板，以该模板为基础添加各项参数进行综合分析，整个过程都在计算机的支持下可视化进行，便于设计人员以及施工人员了解设计上的要求和细节，使模型的集成和应用更加便捷有效、容易理解[1]。
1.3模型的反复构建
反复建模在现代建筑工程中并不少见，无论是整体模型还是分项目模型，都带有自身特色和变化可能，如上文所述的商民两用建筑，不同楼层的设计是存在差异的，而且如果建设单位要求提升抗震性能、强调沉降控制，建模工作也是需要反复进行的。此外，如果建筑建设地点条件较为复杂，存在风沙、雨雪以及软土层环境，设计人员在进行建模时，可能会选取不同维度进行专门分析，建立的模型数目还会进一步增加，完成所有模型构建后，通过参数添加法进行集成，以保证模型的实际价值。
2.BIM建筑结构设计模型集成框架的应用策略
2.1整体框架的确定
BIM建筑结构设计中，模型集成框架的应用首先要考虑的是整体框架，所谓整体框架，包含两个层次，一是建筑整体模型框架，二是系统化明确建筑内部特殊框架。要求技术人员在模拟工作进行前与建设单位进行交流，获取建筑的基本性能要求和参数指标，以此为基础进行实地调查和信息资料收集分析，将所有参数给予系统的明确，之后分别进行建筑整体模型框架和特殊框架的构建。该阶段的模型集成主要是简单的参数叠加集成，强调模型的全面性和分析的范围性，生成的早期模型也依然存在很大的调整空间，尤其是各项细节，如转换层的转换梁设计、电梯间设计、外部设计、抗扭应力设计等。
2.2局部的框架性调整
局部的框架性调整是指在整体集成框架确定后进行的微调和细节处理，不同建筑内部的结构存在差异，不能套用某一固定模式和集成的框架模型。在实际工作中，要求在BIM模型的基础上额外对一些重要部位进行有限元力学分析，了解其传力、导力需求以及性能概况，再与施工方案要求进行匹配分析，了解二者差异，之后进行更多、更复杂的建模工作，对不同维度的模型进行叠加分析，直到其能够满足设计要求。如建筑中的预装配剪力墙，该设施承担和常规剪力墙相同的职责，但由于结构的特殊性需要反复模型其承重能力、抗风能力，设计人员要求选取不同约束条件（如风力、重力、扭应力等）进行建模，并在局部调整的过程中对模型进行叠加、集成，使剪力墙模型符合设计要求[2]。
2.3框架的重构
框架的重构情况一般较为少见，往往在方案与设计出现较大偏差或者施工环境十分复杂时进行。2016年11月，四川省某地进行居民楼建设，最终给出的标准为业内普通标准，建设单位和施工单位进行了联合考察后，考虑到建筑的安全性需求，更改了最初的建设方案，要求提升建筑的抗震级别，设计人员依照收集的信息数据重新进行了2级、3级、4级、5级、6级地震的反复建模和模拟，并将抗震模型与原有的BIM建筑结构设计模型进行集成，满足了建设单位需要。复杂地形包括软土层、缓坡等地带，这些地区的建筑受力、传力、导力情况复杂，往往需要进行框架的多次重构，选取最佳方案，再进行多维度模型的集成，确保建筑功能和使用价值满足要求。建筑外观的基本三维模型如图1所示，图中展示的是4个三维模型的集成框架效果。
图 1 建筑外观的基本三维模型
2.4应用实例
2016年8月，深圳某地进行建筑工程建设，该工程分为南北两栋建筑，应用BIM技术结合建设要求给予了初步模拟。为保证模型集成框架作业的有效性，设计人员将模拟工作分为四个维度，即建筑寿命、自然破坏、内部影响以及极端环境，在四个维度下，对南北两栋建筑分别进行建模模拟，共建立四大类48个模型，每个维度4个模型。以建设单位基本要求作为指导，对不同模型进行匹配分析，最终按权重系数分析法，将四个维度的重要性进行排名，结果为极端环境>内部影响>建筑寿命>自然破坏，并优先选取了“极端环境”内的模型作为基准，应用BIM技术代入其他参数进行框架的集成，建筑建设完成后性能也十分优良。
总结：通过分析基于BIM建筑结构设计模型集成框架的应用，获取了相关理论内容，BIM技术的出现有效应对了此前设计的弊端，其在模型集成中的应用过程包括信息收集、可视化表达、模型的反复构建三个步骤，具体的应用策略则包括整体框架的确定、局部的框架性调整、框架的重构三大方面，实例分析证明了上述理论的突出价值，可以作为参考，加强BIM技术在模型集成框架中的应用效果。
参考文献：
[1]齐华全.BIM技术在建筑设计、项目施工及管理中的应用[J].建材与装饰,2018(19):125-126.
[2]苑东亮,薛美玲.基于BIM环境下建设项目设计信息高效传递研究[J].商丘师范学院学报,2018,34(06):62-65.
论文作者:朱订运
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签：模型论文; 建筑论文; 框架论文; 建模论文; 结构设计论文; 维度论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第19期论文;