導(dǎo)語：建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：一體化協(xié)同設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的主要趨勢(shì)，加強(qiáng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理性與經(jīng)濟(jì)性。本文從一體化協(xié)同設(shè)計(jì)的重要性入手，基于建筑信息模型及其特點(diǎn)，對(duì)建筑信息模型在建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：協(xié)同設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；建筑信息模型；特點(diǎn)；應(yīng)用

所謂的一體化協(xié)同設(shè)計(jì)，就是建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等各個(gè)專業(yè)在同一個(gè)平臺(tái)上工作，設(shè)定項(xiàng)目中心文件集體共享。這種設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，各專業(yè)一般是分開進(jìn)行的，易發(fā)生沖突，設(shè)計(jì)變更情況較多。建筑結(jié)構(gòu)采用一體化協(xié)同設(shè)計(jì)后，不僅能解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的缺陷，還能提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，而建筑信息模型為建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支持。

一、建筑信息模型及其特點(diǎn)

（一）概念

建筑信息模型，英文簡(jiǎn)稱BIM，是一種利用數(shù)字模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工與管理的一種新工具[1]，在建筑、工程、土木工程等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

（二）特點(diǎn)

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(jì)算機(jī)三維模型所構(gòu)成，囊括建筑建材、建筑構(gòu)件性質(zhì)等物理信息，建筑結(jié)構(gòu)空間關(guān)系、建筑構(gòu)件尺寸等幾何信息，建筑構(gòu)件荷載、連接方式等分析信息，供應(yīng)商等制造信息等[2]，與建筑相關(guān)的所有信息基本都包含在內(nèi)，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供強(qiáng)大的信息支持。

2、工作具有可傳遞性

建筑信息模型應(yīng)用程序支持工程數(shù)據(jù)之間創(chuàng)建實(shí)時(shí)的、一致性的關(guān)聯(lián)，使工具具有了可傳遞性。在工作可傳遞性下，設(shè)計(jì)者可利用建筑信息模型進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)與調(diào)整，如果設(shè)計(jì)師修改了某項(xiàng)內(nèi)容，建筑信息模型立即將修改反映至與之關(guān)聯(lián)的圖元中，自動(dòng)完成各專業(yè)設(shè)計(jì)修改。

3、設(shè)計(jì)具有協(xié)同性

建筑信息模型作為一個(gè)以幾何學(xué)、建筑學(xué)、空間關(guān)系、地理咨詢等信息為基礎(chǔ)的新設(shè)計(jì)平臺(tái)，為設(shè)計(jì)、施工、管理等各方建立了一個(gè)溝通平臺(tái)，實(shí)時(shí)處理建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)[3]。特別是建筑信息模型有碰撞檢測(cè)功能，能根據(jù)各專業(yè)不同設(shè)計(jì)原則自動(dòng)進(jìn)檢測(cè)建筑構(gòu)件間的影響，極大縮短了設(shè)計(jì)周期。而且，也可以建設(shè)設(shè)計(jì)缺陷，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

二、建筑信息模型在建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

建筑信息模型作為全新的設(shè)計(jì)平臺(tái)，為建筑工程一體化協(xié)同設(shè)計(jì)提供了工具，使建筑協(xié)同設(shè)計(jì)成為了現(xiàn)實(shí)。建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)要求各專業(yè)設(shè)計(jì)人員相互溝通、相互配合，協(xié)同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。由于參與者多、專業(yè)復(fù)雜，應(yīng)理順建筑信息模型在建筑結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)中應(yīng)用的具體流程，順利進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同合計(jì)，提出建筑信息模型的優(yōu)勢(shì)與作用。

（一）前期準(zhǔn)備工作

建筑工程結(jié)構(gòu)一體化協(xié)同設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是各專業(yè)設(shè)計(jì)師一起利用自個(gè)專業(yè)知識(shí)協(xié)同進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到并行設(shè)計(jì)效果。為做到這一點(diǎn)，正式開始設(shè)計(jì)工作前，各專業(yè)設(shè)計(jì)師必須全程參與項(xiàng)目信息收集、整理，對(duì)建筑工程項(xiàng)目信息進(jìn)行整合分析，做出條理化整理，實(shí)現(xiàn)信息共享，支持協(xié)同設(shè)計(jì)。建筑工程信息包括地理信息、設(shè)計(jì)條件、組織策略、建設(shè)規(guī)劃等，做出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)決策。

（二）設(shè)計(jì)初步的施工圖紙

基于計(jì)算機(jī)三維模型所構(gòu)成的建筑信息數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)者根據(jù)業(yè)主要求、各專業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則、約束條件等設(shè)計(jì)初步的施工圖紙[4]。在初步設(shè)計(jì)階段使用建筑信息模型，幫助設(shè)計(jì)師利用一個(gè)數(shù)據(jù)模型建立多套設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行多方面評(píng)估，優(yōu)選出一個(gè)最經(jīng)濟(jì)、最合理的設(shè)計(jì)方案，滿足業(yè)主和建筑工程設(shè)計(jì)要求。如，從建筑信息數(shù)據(jù)庫中抽調(diào)相關(guān)信息，包括可建空間、可建范圍、基地約束條件等，結(jié)合具體的約束條件進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)，確定設(shè)計(jì)意圖，找到最佳的設(shè)計(jì)方案。

（三）施工圖紙細(xì)化

初步設(shè)計(jì)圖紙創(chuàng)建出來后，總設(shè)計(jì)師通過建筑信息模型將初步設(shè)計(jì)傳遞給各專業(yè)設(shè)計(jì)者，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙共享。讓各專業(yè)設(shè)計(jì)者從各自專業(yè)角度入手，按照各自專業(yè)的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)原則、約束條件等進(jìn)行本專業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的各部分設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的考量分析，細(xì)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)共享，可以采用圖紙鏈接方式，各專業(yè)設(shè)計(jì)者基于鏈接的圖紙進(jìn)行各自專業(yè)設(shè)計(jì)，即并行設(shè)計(jì)，協(xié)同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。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(shè)計(jì)者完成各自工作，達(dá)到協(xié)同設(shè)計(jì)木目的。如，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師基于鏈接的圖紙，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)空間關(guān)系、建筑構(gòu)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(shè)計(jì)軟件自動(dòng)進(jìn)行信息分析，創(chuàng)設(shè)建筑結(jié)構(gòu)模型。然后，利用建筑信息模型中的碰撞檢測(cè)功能進(jìn)行對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行檢查，分析結(jié)構(gòu)模型正確與否、合理與否、經(jīng)濟(jì)與否。然后，根據(jù)碰撞檢測(cè)結(jié)果調(diào)整結(jié)構(gòu)模型。

（四）協(xié)同檢查

各專業(yè)完成各自設(shè)計(jì)任務(wù)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(gè)項(xiàng)目模型中去，進(jìn)行協(xié)調(diào)檢查與設(shè)計(jì)。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(xì)節(jié)部位，如結(jié)構(gòu)梁、結(jié)構(gòu)柱等。進(jìn)行協(xié)同檢查與設(shè)計(jì)時(shí)，各專業(yè)設(shè)計(jì)者都要參與進(jìn)來，從各自專業(yè)角度提出建議，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)科學(xué)合理。在建筑信息模型技術(shù)條件下，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)各部分進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)與碰撞檢測(cè)，保持整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與結(jié)構(gòu)模型更新同步，能減少主觀的人為錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（五）自動(dòng)出圖

建筑信息模型具備可視化、可出圖等功能，細(xì)化后的建筑工程結(jié)構(gòu)模型可以可視化的展示在平臺(tái)上，如綜合結(jié)構(gòu)構(gòu)件圖、綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖等，方便業(yè)主查看。經(jīng)過以上幾個(gè)步驟，得到建筑結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，然后利用建筑信息模型將結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型可視化的展示出來，即出圖。建筑結(jié)構(gòu)圖紙包括平面圖、刨面圖、立面圖、三維視圖等。利用以往設(shè)計(jì)軟件出圖時(shí)，一旦圖紙中的細(xì)節(jié)有改動(dòng)，就要按照程序人工方式的調(diào)整設(shè)計(jì)圖，不僅程序復(fù)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(shè)計(jì)軟件可根據(jù)設(shè)計(jì)者的修改對(duì)相應(yīng)的圖元做出調(diào)整，不需要一項(xiàng)項(xiàng)的修改，不僅節(jié)省了工作時(shí)間，縮短設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)軟件出圖的形式完全不同。以往設(shè)計(jì)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(qiáng)，可以直觀的看到建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造及各構(gòu)件布設(shè)，使業(yè)主更清楚了解設(shè)計(jì)意圖，查看設(shè)計(jì)是否符合要求。

三、結(jié)論

綜上所述，建筑信息模型在建筑工程一體化協(xié)同設(shè)計(jì)中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了建筑工程結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)，促使建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從分化設(shè)計(jì)向協(xié)同設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，進(jìn)一步提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。鑒于建筑信息模型技術(shù)的重要性，未來工作中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)該技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐研究，不斷積累應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和成果，改進(jìn)應(yīng)用方法和程序，使之在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)得到更好的運(yùn)用，充分發(fā)揮建筑信息模型的價(jià)值，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。

作者:沈洪峰 單位:太和縣建筑勘察設(shè)計(jì)院

參考文獻(xiàn)

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