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摘要：随着社会的发展，建筑行业得到了很快的发展，BIM技术会成为建筑行业的发展趋势。本文包括四部分，第一部分进行概论，第二部分论述BIM在设计中的应用，第三部分论述应用状况，第四部分进行总结。
关键词：建筑信息模型;建筑结构;施工图设计
建设设计是一个复杂的工作，需要各个专业协同完成。BIM系技术带来的方便高效的设计方法，把设计人员从复杂的工作中解放出来，去实现这个职业真正的意义。应用BIM不仅减少项目的直接成本还减少设计施工时间。
1 概论
建筑信息模型是把建筑以及信息进行有机结合，对于建筑行业的发展有着重要意义。建筑信息模型是一种使用数字模型进行设计、施工的工作过程或方法，通常有下面几个特点：
信息集成。建筑信息模型的核心是一个由电脑三维模型形成的数据库，包括各种信息，建筑师和工程师提取相关信息非常方便，这种设计方法和以前的CAD方法是不一样的。
工作可传递性。建筑信息模型应用程序的基本特点是，在工程数据之间建立一致性的关联。设计师不用自己处理图纸或更新拦截，当修改了某个内容的时候，BIM体系会立刻把修改反映到全部受影响的图元。同一个模型还可以作不同用途的研究，比如BIM模型可用于结构分析和施工模拟等，工程师不用为了不一样的分析而建立很多模型，使工作速度大大提高[1]。
支持协同设计。作为一种全新的设计平台，BIM系统可以为设计、施工经营者之间建立沟通的桥梁，提供相关信息。BIM体系可以实现自动检测构件对象间的相互作用，大大提高设计队伍中建筑师和结构工程师之间的沟通效率，缩短了设计的时间，提高了设计的质量。
2 BIM在设计中的应用
2.1 可视化设计
建筑信息模型用数字化的建筑构件代表真实建筑物的构件。对于以前的电脑辅助绘图软件用没有物理信息的几何图形来代表构件的方法来说是个很大的变化。
在方案设计和初步设计阶段，建立有关的模型，能够快速直观地推敲建筑体量，研究建筑造型以及功能分区。在大型、复杂的结构体系设计的时候使用可视化技术，对结构模型进行漫游动态演示，考察结构选型的建筑适配性和构件尺寸在建筑内部的表现效果，以此来选择结构的最好方案，在施工图设计的时候，使用建筑信息模型能够加快设计变更决策，非常快地检测工程设计中出现的错误和问题，降低工程设计建造成本。
2.2 参数化设计
在整个建筑信息模型中，模型和全套设计文档存储在相同的数据库中，全部的内容是有联系的，这种双向关联性和即时、全面的变更传播能够实现高质量、统一、可靠地信息输出，这是BIM的重点，有利于形成面向设计、研究和建档的数字化工作流程[2]。
在建筑结构设计的时候，参数化设计具体体现在：
参数化建模。因为现代审美观念的变化， 建筑多采用复杂的自由曲面，或与地形结合，起伏复杂，空间定位关系比较难处理，在BIM系统中，工程师可以通过定义参数值和参数关系来创建结构形体，并且在不同的参数化之间施加一定的约束，形成关联或连接，这种约束是可以被系统自动维护的。
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多方案优化设计。在处理建筑模型的时候，随着项目的不断推进，一般会探索多个设计方案，这些方案可以是概念上的工程设计，也可以是详细的工程设计，参数化BIM技术使用设计选项允许设计师利用一个模型并发地开发和研究多个设计备选方案。在进行可视化、量化和假设分析的时候，可以在模型中开启或关闭设计选项。例如，客户希望为屋顶露台布置凉棚和天棚，但不确定特定布局或材质。设计师可以使用设计选项开发多个方案，见图一。为客户提供不同的选择，在与其达成协议以后，可以指定一个主设计方案。
创建结构分析模型。建筑信息模型除了包含建筑结构几何信息，还包含结构分析信息。在创建结构实体构件的同时，BIM将自动生成分析模型，建立包含各种信息的有限元结构信息模型。BIM的分析检查功能可保证分析模型正确合理，然后通过软件接口导入到专门的结构分析软件中，经过计算分析调整结构构件尺寸、材料以满足结构设计要求，然后链接BIM模型，及时更新[3]。
自动出图。在建筑信息模型中，图纸是项目中的一种视图类型。根据要创建的图纸类型的不同，可以在图纸中直接添加平面、剖面、立面和三维视图等不同模型视图，见图二。在以往的设计中，设计稍有变化，就需要手动修改各种图纸中的相关信息，费时费力，并容易出现信息不对称的现象，而且往往传递到施工阶段才发现，便可造成返工，浪费资源。而建筑信息模型中的图纸和模型以及别的数据信息都是关联的，牵一发而动全身，实现准确的变更传递，使设计师把时间花在设计上，而不是变更管理上。
3 应用状况
3.1 BIM 应用状况
麦格尔?希尔建筑公司最新报告显示，美国建筑业有一半的机构在使用BIM系统，在欧洲、中国港台地区，BIM技术也逐渐成为建筑业的宠儿，而在中国内陆，BIM系统也逐渐在建筑设计领域崭露头角，上海中心大厦使用这项技术进行协同设计和出图，大大提高了设计效率，并缩短了设计时间，二零一零年的上海世博会场馆建设中，世博文化中心、西班牙馆、德国馆等场馆都是应用BIM设计的优秀作品。
麦格尔?希尔建筑公司二零零八年美国市场调研报告显示，各专业对BIM的使用率很不均匀，建筑师使用率达到百分之四十，而结构工程师使用率只有百分之二，这是因为结构设计自身体系已经比较完善，目前使用BIM系统多为配合建筑及其他专业进行碰撞检查，为项目整体实现协同设计。但是，在传统的结构设计方法中，各工作之间缺乏一定的衔接，比如结构分析和设计之间、结构设计和深化之间都无法实现交互操作，而且不能追踪结构在建筑全寿命周期中各阶段的状态。
3.2 出现的问题
人的问题。习惯于二维设计的老工程师很难适应三维设计方法，短期内只有加强和完善新设计师的BIM系统的培训体系，并对项目组建专门的BIM团队才能实现BIM系统。技术层面问题。包括软件和硬件，目前市场上已经有几大基于BIM系统的软件系列，但都不够完善，出图比较粗糙，需要人工添加很多信息，工作量非常大，另外，BIM 系统软件系列对电脑硬件要求比较高，这些问题都需要软件系统的不断改进才可以解决，管理流程方面的问题，比如三维出图与二维审图报批的习惯与体制存在很大的矛盾，需通过BIM标准的建立和实施，政府报批程序的改变来逐步改善。所有这些问题都需要各专业对BIM系统的不断探索和尝试去逐步改善。
结束语：
BIM系技术带来的方便高效的设计方法，把设计人员从低效繁琐的工作中释放出来，去实现这个职业真正的价值：设计。应用BIM的真正价值，不仅减少项目的直接成本还降低工程内部的设计施工周期。但是与任何信息化流程重组给既有工作习惯带来冲击一样，包含了诸多规范内容的协同设计对设计师、项目经理也会带来一些不习惯。硬件要求高、软件体系不够健全所带来的不变，也可能使工程师放弃BIM技术，建筑行业信息化发展变革是复杂并且艰难的。但是随着业主的积极推动和各设计单位对BIM技术的尝试和探索，以及软件系统的不断完善，BIM技术必将成为建筑行业的发展趋势，逐渐改变现有建筑生命周期的传统工作方式。
参考文献：
[1]薛晓娟,赵昕,丁洁民.建筑信息模型在建筑结构一体化协同设计中的应用[J].结构工程师,2011,01:14-18.
[2]赵海琼.建筑信息模型在建筑结构一体化协同设计中的应用[J].电子测试,2015,02:81-83.
[3]熊殿华.建筑信息模型在建筑一体协同设计中的应用分析[J].计算机光盘软件与应用,2015,03:120+122.
论文作者:郭正贤
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/21
标签：模型论文; 建筑论文; 信息论文; 结构论文; 构件论文; 系统论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;