基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计

1、    基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计    施晓蓉摘 要：建筑信息模型（bim）是建筑工程领域的一项重要的新发展，它被广泛的应用到建筑施工的各个阶段，是建筑工程开发的新工具。文章主要分析了建筑信息模型技术的优势，为建筑信息模型在施工图设计中的有效运用提供相关的策略分析。关键词：建筑结构；建筑信息模型；施工图设计引言建筑结构施工图的设计质量关系到整个工程的施工质量和效率，需要我们给予重点关注。随着科学技术的发展，基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计已经逐渐走入人们的视线，并取得了非常理想的应用效果。1 建筑信息模型的涵义建筑信息模型这一概念最早是由

2、欧特克所提出的，是指在建筑的构造过程中构建和应用可以计算的数码信息。这类数码信息可以实现自动化管理，并使各项信息文件达到高度的统一，换言之建筑信息模型就是一种可视化的三维模型，它包含了建筑工程的所有信息属性，并满足使用者对于各种相关信息的计算需要，使其可以寻求最高效快捷的解决方法。2 建筑信息模型在建筑结构施工图设计方面的优势第一，实现了数据信息的有效整合。在建筑结构施工图设计中，数据信息种类繁多，而随着社会的发展，建筑工程的构件需求量激增，同时要求也日益复杂，因此在结构施工图设计方面的信息涌入量也大幅增加，为施工图设计造成了极大的挑战。通过建筑信息模型数字化信息处理技术，可以快速有效的将各类

3、信息整合到一起，为设计者提供全面可靠的信息资源，增加了施工图设计的安全性和可靠性。第二，实现了立体可视化设计。传统的建筑结构施工图设计主要是基于cad的二维技术来完成的，是平面化的设计方式，不利于设计人员实现对建筑结构的整体考量和多角度观察。建筑信息模型技术将整个建筑结构三维立体的呈现在设计人员的面前，使其可以直观的对建筑物进行分析和规划，确保该设计可以符合建筑的各种要求，并可以在设计过程中进行多角度的调整观测分析，将施工图设计空间立体化，十分之便捷。第三，提升了施工图修改、调整的效率。建筑结构施工图设计常常要经历多次的设计变更和图纸修改来达到建筑施工的具体要求。对于施工图的变更和调整可能是大

4、幅度的调整，也有可能是某一处细节的改动，然而在传统的施工图修改的工作上，无论哪一个细节产生了变动，都需要人为的将细节修改带来的变化进行手动的修正，在这个过程中很容易因为设计人员考虑欠妥或者错误的忽略掉某一部分的修改而对整个施工图的准确性造成不利影响。通过建筑信息模型技术，设计人员只需要针对某一处做出修改，系统就会对该变化带来的相对应的其它修改提出可供参考的文件，不仅使得修改、调整的工作效率得到提升，而且为修改的可靠性、准确性提供了保障。第四，优化了设计流程。建筑信息模型技术操作起来十分的简便，一般的从业人员经过几次培训就可以快速的进行掌握。通过建筑信息模型技术，可以有效地简化设计中的各项工作，

5、并最大限度的将信息资源集成在计算机平台上，使设计人员可以更加方便的获取到相关信息，并提供相应的辅助操作工具，这就使得施工图设计进入流线化、统一化且可循环利用的工作方式，使整个流程得到优化，工作进度得以加速。3 建筑信息模型在建筑结构施工图设计的应用策略3.1 建筑信息模型的构建内容建筑信息模型的设计是基于ifc标准建立的，以现有的标准模型的逻辑结构为基础而进行的模型渲染。在此情况下构建的建筑信息模型是高效的，且提升了ifc基础上的运行效率，使得其更为简洁和便利，并且能够实现对ifc标准模型文件的导出。建筑信息模型结构由四类基础模型构成，这其中包括计算结果模型、结构构建模型、材料信息模型和属性定

6、义模型。各个模型分别构建了建筑工程图设计的各方面內容，并通过分割又统一的方式实现对建筑结构的整体构建工作。计算结果模型是对设计中产生的两种计算结果进行关联、耦合，实现对结构构建的最优化设计，这两种计算结果分别是经过计算机计算出来的建筑内部力学性能分析结果和建筑结构设计分析结果；结构构建模型是对建筑基本构件的建模，是建筑的基本构成要素，这包含建筑中的墙体、立柱、房梁等，通过结构构建模型使各元素进行有机的关联；材料信息模型，顾名思义就是建筑工程中使用的建筑材料的信息模型构建，这主要包含了建筑使用的混凝土材料和钢筋材料的相关信息；属性定义模型是四种模型中实现建筑信息模型动态构建的关键模型，该模型建立

7、建筑结构的动态属性参数，并为模型的再扩展提供接口。在构建建筑信息模型时要确保各项信息相互之间完整且统一的关联性，这种关联是对称与非对称并存的，设计者要根据情况进行灵活的掌握。并且要明确建筑信息模型技术是一种辅助设计的有效工具，在整个过程中要充分发挥设计师的主观能动性，进行实时的掌控和应急处理。3.2 基于建筑信息模型的设计实施基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计流程充分地改善了只依靠cad技术进行设计的种种弊端，实现了十分简便的设计操作流程。首先是构建一个合理的建筑信息模型，这其中要包含设计所需的构件、材料、计算关系及属性的模型。其次，将构建完成的建筑信息模型进行ifc格式导出。再次，针对导出

8、的文件利用建筑信息模型的信息集成、提取平台将模型中的结构构建信息分离出来，从而建立基于建筑信息模型技术的建筑模型。另外，要通过对建筑信息模型的提取工作形成结构设计汇总的几何模型，并且依据信息系统的可补充定义功能来定义相关的荷载和约束信息。在完成这部分的工作后，利用计算机对建筑的结构设计进行分析和整理，通过人为的主观调整，并借助系统的辅助调整功能进一步生成新的设计方案，以最终形成一个完善的设计模型。在整个过程中，不同的设计师可以针对同一个模型进行协同作业，在完成自己设计的部分的同时实现设计工作的有效集成和统一，提升整体的工作效率和设计质量，尤其是现阶段的建筑设计工作经常会遇到无法对建筑进行拆分设

9、计的情况，这种工作方式显然非常有效，它是实现建筑结构设计协同管理的重要举措。 3.3 建筑信息模型技術的案例应用与结果分析以某开发区实验幼儿园项目为例，来探讨基于建筑信息模型的建筑结构施工图纸设计的流程及结果分析。3.3.1 案例应用。幼儿园的总建筑面积为13800平方米，建筑规模为6轨18班，预留2轨。主要单体概况如表1。本项目作为试点，在进行施工图设计时，直接采用全专业全bim施工图设计，直接应用bim软件替代了cad软件进行操作，真正意义上实现了三维施工图设计。第一，在进行施工图设计时，首先根据建设方设计任务书要求，梳理设计参数确定施工图设计输入条件，根据设计条件建模，对构建过程中的各项

10、关联信息进行统一的定义输入，形成可进行后期处理的文件。第二，针对模型中的建筑内部力学性能进行分析和计算，将混凝土可能会在施工过程中出现的收缩情况考虑进去，分析此改变会产生的力学结构变化，并根据建筑信息模型技术系统中包含的力学算法进行变量分析，从而进行相关的模型调整和再定义。第三，在经过力学性能计算的解析调整后，就可以形成初步的建筑信息结构施工模型，在进行标准的对照和参数对比后，就可以通过系统导出相应的ifc模型。第四，在建立了ifc模型和bim模型后，就要进行数据的关联和耦合处理了，这时候所形成的基于建筑信息模型的结构施工图已经比较完善。第五，在形成比较完善的建筑结构施工图后，设计师要根据施工

11、场地的实际情况及建设方提出的调整意见，进行进一步的调整和整合，并将实际的参数属性进行关联添加以便进一步完善施工图的设计工作。3.3.2 结果分析。通过实际案例操作发现，运用建筑信息模型这一新技术来进行建筑结构施工图设计，不但不会增加设计工作量，反而完成后的设计能直接生成三维效果，更直接的解决设计过程中容易出现的碰撞、冲突问题，例如梁高与管线的碰撞，机电点位与强弱电箱位置与结构剪力墙的碰撞等等，将很多原来在施工后才发现的问题，提前到设计过程中核查并及时解决，提高了各方的工作效率。4 结束语建筑信息模型进入我国建筑工程领域的时间不长，在应用上仍存在许多的问题和不足。但据目前的情况来看，基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计已经大幅度的提升了设计工作效率，并为优化设计方案提供了更多的可能性，推动了建筑工程行业的健康持续发展，因此我们要保持对建筑信