BIM技术革新结构工程设计的深度剖析

BIM技术在结构工程设计中的具体应用有哪些？存在哪些问题？

结构设计在建立BIM模型时，不仅要关系实体物理模型能不能转化为二维施工图的形式，还要考虑该物理模型能不能够导入第三方的结构分析软件进行模型的计算和分析，结构模型中所包含的大量信息(如单元截面特性、材料力学特性、支座条件、荷载和荷载组合等)，都需要进行考虑，所以，结构模型中的如此多的参数使得结构设计变得更加复杂。

一、BIM结构物理模型建立

根据样板文件和结构方案，创建结构标高，按照《建筑工程设计信息模型交付标准》的相关规定建立三维结构模型，即为BIM结构物理模型图，图中包括基础、梁、板、柱、剪力墙、楼梯等构件。BIM技术的亮点之一：可视化，所见即所得。通过三维可视化模型，我们可以从空间各个位置和角度直观地查看结构布置，真实可见。每个构件信息都可以查询到(尺寸、位置、材质等)。链接后的Revit三维模型，建筑模型与结构模型可进行比较，形成了问题报告，可以更加精确的找出问题点，达到深化设计的目的，从而优化空间设计，使布局更合理化。

二、异形构件族

BIM族也称构件族，在现今乃至以后的建筑信息模型搭建中，族都有着举足轻重的地位。族分为常规构件族和特定构件族。在一个项目楼型中，常规构件族可以通过设定现有的参数进行控制，从而实现在项目中的独特性与适用性。而往往项目中无法通过常规族进行藉建的就必须找到特定族，如果在族库中存在：特定的族库可以直接调用，然后进行参数控制以满足项目。所以虽然族库不是万能的，有些我们项目上需要的族在族库中可能无法找到直接调用，那么就需要我们自行创建一个符合项貝所需的特定族。

三、三维钢筋模型

由于BIM技术所见即所得”的三维可视化特性和模拟性三维钢筋模型可以较为详细地展示钢筋节点的细节部分，对于实际工程中，梁柱截面变化位置、钢筋搭接长度、箍筋间距变化等细节情况，在现场施工中，通过附着于整体模型上的三维钢筋模型指导施工，更容易把握复杂节点的钢筋的空间搭接关系。这些技术细节问题，在设计方向施工方技术交底时，施工方能从以往的二维图纸的理性认识上升到三维实体模型的感性认识上，直观地认识整个项目的设计情况，更加有助于施工方对图纸的理解和对设计意图的领会。

四、BIM在结构设计中的主要问题

1.结构计算分析

项目的初期结构设计工作在建筑初步方案确定后才开始介入参与工作，使用PKPM等软件结构建模并进行结构分析。BIM中Revit核心建模平台建立的结构物理模型只是提供示意空间构件和协同其他专业的三维模型，不能够进行结构分析及计算，结构分析计算需要依靠其他结构有限元计算软件的配合来完成，第三方软件必须要完全实现与Revit模型的完美链接。

2.三维钢筋模型

通过三维实体的形式进行钢筋的表达其缺点还是有的，由于这种设计方案需要逐根钢筋的定位和长度等信息的处理，一些复杂节点，就要求结构工程师画图需细心，而且工作量很大，另外，钢筋信息的增多对电脑显卡和CPU的要求也比较高。

BIM三维可视化设计和协调，使各专业工程师从三维的角度去沟通，提高了工作效率及设计准确度，指导了施工，加快了施工进度，但在项目在结构设计中的最大的阻碍BIM结构物理模型与结构分析模型没有实现真正双向链接，没有最大限度发挥BIM技术在结构设计中的优势。

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