浅谈BIM技术在建筑结构设计和项目中的应用
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摘要：随着城市化进程的加快以及信息化时代的到来，促使人们对高质量、高性能的民用建筑有了更高的要求，因此，应用 BIM技术有效控制建筑施工的成本、工期和质量，是当下亟待发展的重要问题。杭州亚运村项目规模大，要求高，为实现项目协同管理，减少错误、节约成本、提高质量和效益，争创优质工程，BIM技术得到了充分的运用。论文概述了BIM 技术的内容以及特点，并详细分析了BIM技术在杭州亚运村及建筑结构设计中的具体应用，以期为相关工作人员提供参考。
关键词：BIM;建筑结构;亚运村项目应用、施工图设计
1 BIM技术概述
1.1 BIM技术的概念
BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的简称，BIM技术是基于三维建筑模型的信息集成和管理技术。该技术是应用单位使用BIM 建模软件构建三维建筑模型，模型包含建筑所有构件、设备等几何和非几何信息以及之间关系信息，模型信息随建设阶段，不断深化和增加。 技术以三维数字技术为基础，可以将工程的各类信息进行有效集合形成三维立体模型， 实现建筑各种信息的集成和存储，并以电子模型的形式展现出来，在一定程度上促进了建筑设计的现代化和信息化。建筑信息模型（Building InformationModeling，BIM）技术在国内外建筑行业得到广泛关注和应用，将 BIM 技术应用到建筑设计中，不仅可以促进各单位、各部门之间的沟通交流、资源共享，如设计单位、施工单位、业主单位、物业和咨询服务等单位的建筑设计资源共享，还可以构建建筑结构数学模型，促进建筑结构设计的可行性分析。
1.2 BIM技术的应用特征
在建筑结构设计中，集成设计信息、促进建筑设计过程是BIM 技术应用的主要作用。BIM 技术有效地集成了不同专业、不同部门的设计信息，并将其建成数字信息模型，具有可视化的特点。利用3D可视化设计和各种功能、性能模拟分析，有利于建设、设计和施工等单位沟通，优化方案，减少设计错误、提高建筑性能和设计质量。在数据库的基础上，设计人员可以快速查找建筑信息，突破了传统计算机辅助制图软件的限制，在建筑结构设计中发挥着重要的作用。同时还能实现设计工作中相关数据的信息共享，保障信息的有效沟通交流，进一步确保数据的准确性。
在工程施工中，利用建筑信息模型的专业之间的协同，有利于发现和定位不同专业之间或不同系统之间的冲突和错误，减少错漏碰缺，避免工程频繁变更等问题。基于4D（+时间）模型，开展项目现场施工方案模拟、进度模拟和资源管理，有利于提高工程的施工效率，提高施工工序安排的合理性。基于 5D（+时间+成本）模型，进行工程算量和计价，增加工程投资的透明度，有利于控制项目投资。
2 BIM在建筑结构设计及杭州亚运村项目中的应用
2.1 BIM技术在建筑结构设计分析中的应用
应用BIM技术，构件建筑和结构专业建立三维几何实体模型，进一步细化建筑和结构专业在方案设计阶段的三维模型，将其以3D模型的形式展示出来，并结合其他技术对其整体效果进行模拟，以达到完善建筑、结构设计方案的目标，为施工图设计提供设计模型和依据。另外，BIM 技术还能夠科学地分析建筑结构的各项性能，对结构进行全方位的模拟，同时还能够对不同程度的模拟状态进行方案分析，从而获得建筑结构的具体情况。这样可以使工作人员更快地发现建筑结构设计过程中出现的问题，并及时对其进行处理和优化，更好地保障了建筑项目的质量。
2.2 BIM技术在图纸设计中的应用
BIM 技术的发展基于平面设计和立体图形设计的创新，能够有效展示建筑的立体效果，从而有利于工作人员客观地判断设计的合理性。传统的施工图设计需要结合施工的具体情况进行不断地修改，因此，不仅浪费了许多人力和物力的成本，并且影响了建筑工程的施工效率，而 BIM 技术可以弥补传统施工图设计的不足。BIM 技术通过数字化建模，实现了建筑信息的可视性，特别是可以将建筑结构设计中较为复杂的结构生动立体地展示出来，从而明确施工人员的工作目标和方法，给施工人员的施工工作提供重要的参考价值，降低了施工难度，减少了施工误差，提高了建筑项目的施工质量。
2.3 BIM技术在杭州亚运村项目中的应用
2.3.1施工总平模拟
根据项目总包施工总平布置建立挖土阶段、地下室施工阶段、主楼施工阶段、装饰施工阶段三维模拟，模拟现场施工工况环境，检查塔吊碰撞优化，对安全施工文明标化工程提前模拟，提出优化改进建议。
2.3.2工程建设进度推演
根据项目总包施工进度计划，模拟工程建设进度推演，优化工期排布。
2.3.3室外三维管网优化
以提供的室外管线确认版施工图为基础，对项目红线内的建筑、结构、景观、市政等专业图纸进行校对，结合场地模型建立BIM模型。
根据施工深度建立的建筑、结构、景观、室外管网（含强电、弱电、给水、排水、消防、燃气等系统）BIM模型进行碰撞检查，检查并提出施工图中各专业间的碰撞问题并提交纠错报告及修改建议。
对红线内的室外管网进行管线综合，提出优化调整方案，协助解决景观覆土问题、管线实际排布问题。根据前期优化，整理出室外综合管网施工图和相关点位图纸，关键区域的平立剖面图。
2.3.4施工图设计模型
根据建筑、结构、机电各专业图纸，结合施工需求，建立并细化至满足施工需求的施工图设计模型（含建筑结构、桥架、风管、消防水管、灯带、水 泵房内设备管线及风机房内设备管线等）。
2.3.5碰撞检查 净高分析
碰撞检查，检测安装各专业碰撞，检测建筑结构专业碰撞、安装与结构碰撞检查，预留洞口定位（精确定位预留洞口避免返工，外墙、结构梁、剪力墙留洞定位特别关注人防区域）。
2.3.6机电施工图深化、管线综合及设计模型更新
对机电管线主管线的路由、布设方式进行管线综合。提出优化调整方案，协助解决吊顶空间问题、管线实际排布问题。
2.3.7车位优化
结合地下室机电优化后BIM模型，整理优化地下室车位排布。
2.3.8精装户型BIM设计
根据建筑、结构、暖通、给排水、电气、室内装饰等专业图纸，对室内精装修进行模型三维深化，进行碰撞检查，提出优化方案，主要优化内容为机电设备选型优化、管线设计优化、综合管线施工优化、吊顶标高优化。
2.3.9幕墙BIM设计
对项目公司指定的楼栋进行BIM设计，检查幕墙外围合与主体结构，建筑内装等专业的空间碰撞，出具外幕墙复杂节点的搭接关系。
结束语
综上所述，应用BIM（Building InformationModeling，BIM）技术，工料计算相比基于2D图纸的预算更加准确、且节省了大量时间，提高生产效率、节约成本，有助于项目的创新性与先进性，做到精细化管理（错、漏、碰、缺检查），提前发现问题提前整改到位。互联网和信息技术正在变革建筑业的未来，推广应用BIM技术已列入建设领域重点工作之一，但我国的BIM技术仍然有待继续研究和优化，只有不断强化对 BIM 技术的投入研究，才能够将其应用优势得到充分发挥，从而促进建筑行业健康发展，不断打造高质量、高性能、高要求的经济环保建筑。
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