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摘要：一體化協(xié)同設計是建筑結構設計發(fā)展的主要趨勢，加強了各專業(yè)之間的銜接，使各方信息交流更暢通，能減少建筑結構設計缺陷，提高建筑結構設計和理性與經(jīng)濟性。本文從一體化協(xié)同設計的重要性入手，基于建筑信息模型及其特點，對建筑信息模型在建筑結構一體化協(xié)同設計中的應用進行了分析。

關鍵詞：協(xié)同設計;建筑結構;建筑信息模型;特點;應用

所謂的一體化協(xié)同設計，就是建筑、結構、設備等各個專業(yè)在同一個平臺上工作，設定項目中心文件集體共享。這種設計方法將各專業(yè)緊密的聯(lián)系起來，通過信息共享消除各專業(yè)間的沖突，能優(yōu)化建筑結構設計。傳統(tǒng)建筑結構設計中，各專業(yè)一般是分開進行的，易發(fā)生沖突，設計變更情況較多。建筑結構采用一體化協(xié)同設計后，不僅能解決傳統(tǒng)設計方法的缺陷，還能提高結構設計的科學性，而建筑信息模型為建筑結構一體化協(xié)同設計實現(xiàn)提供了技術支持。

一、建筑信息模型及其特點

（一）概念

建筑信息模型，英文簡稱BIM，是一種利用數(shù)字模型進行設計、施工與管理的一種新工具[1]，在建筑、工程、土木工程等領域應用廣泛。

（二）特點

1、信息具有集成性

建筑信息模型核心是數(shù)據(jù)庫，這一數(shù)據(jù)庫由計算機三維模型所構成，囊括建筑建材、建筑構件性質等物理信息，建筑結構空間關系、建筑構件尺寸等幾何信息，建筑構件荷載、連接方式等分析信息，供應商等制造信息等[2]，與建筑相關的所有信息基本都包含在內，為建筑結構設計提供強大的信息支持。

2、工作具有可傳遞性

建筑信息模型應用程序支持工程數(shù)據(jù)之間創(chuàng)建實時的、一致性的關聯(lián)，使工具具有了可傳遞性。在工作可傳遞性下，設計者可利用建筑信息模型進行自動設計與調整，如果設計師修改了某項內容，建筑信息模型立即將修改反映至與之關聯(lián)的圖元中，自動完成各專業(yè)設計修改。

3、設計具有協(xié)同性

建筑信息模型作為一個以幾何學、建筑學、空間關系、地理咨詢等信息為基礎的新設計平臺，為設計、施工、管理等各方建立了一個溝通平臺，實時處理建筑工程結構設計所需要的信息，優(yōu)化電氣照明系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)等各專業(yè)設計[3]。特別是建筑信息模型有碰撞檢測功能，能根據(jù)各專業(yè)不同設計原則自動進檢測建筑構件間的影響，極大縮短了設計周期。而且，也可以建設設計缺陷，提高設計質量。

二、建筑信息模型在建筑結構一體化協(xié)同設計中的應用

建筑信息模型作為全新的設計平臺，為建筑工程一體化協(xié)同設計提供了工具，使建筑協(xié)同設計成為了現(xiàn)實。建筑結構一體化協(xié)同設計要求各專業(yè)設計人員相互溝通、相互配合，協(xié)同完成設計任務。由于參與者多、專業(yè)復雜，應理順建筑信息模型在建筑結構一體化協(xié)同設計中應用的具體流程，順利進行建筑結構協(xié)同合計，提出建筑信息模型的優(yōu)勢與作用。

（一）前期準備工作

建筑工程結構一體化協(xié)同設計的關鍵是各專業(yè)設計師一起利用自個專業(yè)知識協(xié)同進行設計，達到并行設計效果。為做到這一點，正式開始設計工作前，各專業(yè)設計師必須全程參與項目信息收集、整理，對建筑工程項目信息進行整合分析，做出條理化整理，實現(xiàn)信息共享，支持協(xié)同設計。建筑工程信息包括地理信息、設計條件、組織策略、建設規(guī)劃等，做出科學合理的設計決策。

（二）設計初步的施工圖紙

基于計算機三維模型所構成的建筑信息數(shù)據(jù)庫，設計者根據(jù)業(yè)主要求、各專業(yè)設計目標和原則、約束條件等設計初步的施工圖紙[4]。在初步設計階段使用建筑信息模型，幫助設計師利用一個數(shù)據(jù)模型建立多套設計方案，并進行多方面評估，優(yōu)選出一個最經(jīng)濟、最合理的設計方案，滿足業(yè)主和建筑工程設計要求。如，從建筑信息數(shù)據(jù)庫中抽調相關信息，包括可建空間、可建范圍、基地約束條件等，結合具體的約束條件進行建筑工程結構模型設計，確定設計意圖，找到最佳的設計方案。

（三）施工圖紙細化

初步設計圖紙創(chuàng)建出來后，總設計師通過建筑信息模型將初步設計傳遞給各專業(yè)設計者，實現(xiàn)設計圖紙共享。讓各專業(yè)設計者從各自專業(yè)角度入手，按照各自專業(yè)的設計要求、設計原則、約束條件等進行本專業(yè)設計，對建筑結構的各部分設計進行深入的考量分析，細化建筑結構設計。初步設計共享，可以采用圖紙鏈接方式，各專業(yè)設計者基于鏈接的圖紙進行各自專業(yè)設計，即并行設計，協(xié)同完成設計任務。建筑信息模型的很多軟件都具備這樣的功能，如AutodeskRecit軟件，可利用這些軟件輔助各專業(yè)設計者完成各自工作，達到協(xié)同設計木目的。如，結構設計時，結構工程師基于鏈接的圖紙，根據(jù)建筑結構空間關系、建筑構件的幾何尺寸等幾何信息，以及建筑材料等物理信息，利用建筑信息模型中的設計軟件自動進行信息分析，創(chuàng)設建筑結構模型。然后，利用建筑信息模型中的碰撞檢測功能進行對結構模型進行檢查，分析結構模型正確與否、合理與否、經(jīng)濟與否。然后，根據(jù)碰撞檢測結果調整結構模型。

（四）協(xié)同檢查

各專業(yè)完成各自設計任務后，利用建筑信息模型中的鏈接功能將本專業(yè)圖紙傳遞到整個項目模型中去，進行協(xié)調檢查與設計。在這一環(huán)節(jié)，主要目的是檢查各專業(yè)之間是否有碰撞情況，特別是細節(jié)部位，如結構梁、結構柱等。進行協(xié)同檢查與設計時，各專業(yè)設計者都要參與進來，從各自專業(yè)角度提出建議，優(yōu)化結構設計，確保設計科學合理。在建筑信息模型技術條件下，對建筑結構各部分進行協(xié)同設計與碰撞檢測，保持整個設計團隊與結構模型更新同步，能減少主觀的人為錯誤，提高設計質量。

（五）自動出圖

建筑信息模型具備可視化、可出圖等功能，細化后的建筑工程結構模型可以可視化的展示在平臺上，如綜合結構構件圖、綜合管線圖、綜合結構留洞圖等，方便業(yè)主查看。經(jīng)過以上幾個步驟，得到建筑結構數(shù)學模型，然后利用建筑信息模型將結構數(shù)學模型可視化的展示出來，即出圖。建筑結構圖紙包括平面圖、刨面圖、立面圖、三維視圖等。利用以往設計軟件出圖時，一旦圖紙中的細節(jié)有改動，就要按照程序人工方式的調整設計圖，不僅程序復雜，工作量也很大。但是采用建筑信息模型后，在工作可傳遞性功能支持下，設計軟件可根據(jù)設計者的修改對相應的圖元做出調整，不需要一項項的修改，不僅節(jié)省了工作時間，縮短設計周期，也提高了工作效率。此外，建筑信息模型可以出三維可視化圖紙，與傳統(tǒng)設計軟件出圖的形式完全不同。以往設計軟件出圖形式主要是二維圖，如CAD，立體感不足，一定程度上影響圖紙查看。三維視圖的立體感強，可以直觀的看到建筑結構構造及各構件布設，使業(yè)主更清楚了解設計意圖，查看設計是否符合要求。

三、結論

綜上所述，建筑信息模型在建筑工程一體化協(xié)同設計中應用，實現(xiàn)了建筑工程結構協(xié)同設計，促使建筑工程結構設計從分化設計向協(xié)同設計轉變，縮短了設計周期，提高了設計質量，進一步提高了建筑結構設計水平。鑒于建筑信息模型技術的重要性，未來工作中應當加強該技術應用實踐研究，不斷積累應用經(jīng)驗和成果，改進應用方法和程序，使之在建筑結構協(xié)同設計得到更好的運用，充分發(fā)揮建筑信息模型的價值，保證建筑結構設計合理。

參考文獻

[1]王勇，張建平.基于建筑信息模型的建筑結構施工圖設計[J].華南理工大學學報(自然科學版)，2013，（03）：76-82.

[2]趙海瓊.建筑信息模型在建筑結構一體化協(xié)同設計中的應用[J].電子測試，2015，（02）：81-83.

[3]熊殿華.建筑信息模型在建筑一體協(xié)同設計中的應用分析[J].計算機光盤軟件與應用，2015，（03）：120+122.

作者:沈洪峰 單位:太和縣建筑勘察設計院