侯听娱
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摘要：当前的建筑行业正在朝着信息化的方向迅速发展，在这样的情况下，BIM技术在土木工程行业中得到了推广。BIM技术将土木工程的各个阶段有机地融合在一起，合理应用BIM技术可以提高项目的设计质量，并对我国的经济发展产生深远的影响。文章首先对BIM技术进行概述，同时对BIM技术的特点进行分析，然后对BIM技术在土木工程设计中的应用进行研究。
关键词：BIM技术；土木工程；应用措施
引言
随着时间的推移，在土木工程设计中使用BIM 技术是一个理性的选择，同时也是土木行业实现其自身效益的重要保证。BIM技术由于具备诸多的优势和长处，已在土木行业中得到了广泛的应用。
1 BIM技术的概述
如果从理论角度上来看，BIM技术实际上是指通过计算机来完成的辅助设计和管理过程，以真实的信息为基础来建立起一个多维度的仿真模型，利用BIM技术可以达到将土木的二维信息成功转变为三维信息模型的目的。对于建筑工程来说，无论是前期的规划过程、勘察过程、设计过程还是后续的施工过程和运维过程都能够通过BIM技术来进行建筑全生命周期的管理。通过利用BIM技术使得土木工程能够具备更加高效率的管理平台，这种模型技术，对土木工程设计而言就是为每个结构构件都分别赋予一个相应的土木参数信息，以这些相应的参数信息为基础从而有效地构建可视化的土木信息模型，可以在设计前将庞大的结构构件信息通过可视化的数字模型动态地呈现出来，让从事土木设计的人员及时发现设计中可能存在的缺陷和问题，辅助设计师优化设计，提高设计质量。
2 BIM技术的特点
2.1 BIM技术完整地记录了结构模型的所有信息
BIM技术贯穿土木结构设计的所有过程，从最初的用材选择到设计地点确认，以及土木结构的设计，结构构件尺寸，混凝土等级及配筋信息，再到使用的器材、设备，工程的性能、风险评估、工程的质量要求等BIM都会参与，并将模型信息的所有内容完整备份下来，有利于整体土木工程结构的设计。
2.2方便修改设计及土木模型三维化
在传统的土木设计中，当设计人员发现设计图纸的错误时，需要对全套图纸的相应部位进行修改，极大地浪费了土木结构工程师的精力和时间。而利用 BIM 技术就能够很好地解决这样的问题，例如，结构工程师只需要在三维模型中重新修改构件尺寸，二维设计图中出现问题的部分就可以自动修正尺寸标注信息，减少了设计人员的工作量，使他们能够更加专注于结构方案的设计调整，以及与其他专业间的协同沟通。当然，三维模型修改，二维图纸可以自动关联修改的前提是保持三维模型与二维图纸的图模一致性，假如单独修改二维图纸，没有与三维模型保持统一，则失去了BIM技术的关键意义，也给信息传递和后期管理造成麻烦。另外，BIM 技术还可以构建三维立体模型，形象地显示出整个结构中构件的大小和位置，提高土木结构前期设计质量。
2.3 BIM技术促进专业内和专业间的协同
一项建筑工程通常需要多位工程师共同协作完成，传统的建筑工程项目使用CAD进行设计，通过提资条件图来与其他专业进行协同，但各专业间往往缺乏沟通，提资文件也常常视而不见，最终导致互相之间图纸对不上，影响设计质量。BIM技术可以在专业内和专业间为设计师的沟通协同搭建桥梁，通过权限管理和实时监控反馈机制，可以使设计师在各自负责的部分进行设计，并将修改及时上传服务器，通过与服务器中心模型同步，各设计师可以接收到其他设计师的修改。当所有专业都共用一个中心模型文件时，BIM技术可以帮助各专业都能基于同一个模型做出协同一致的设计，减少后期由于图纸不交圈造成的变更。
2.4我国当前BIM技术发展不成熟
BIM技术的发展离不开BIM软件的发展和BIM专业人才的培养。当前，我国本土BIM平台和软件发展不成熟，BIM应用主要依赖国外软件，由于国情不同，国外软件不适应我国建筑行业高周转的特点和各专业间的协同模式，使用BIM技术造成一定效率上的牺牲，亟需研发符合我国国情的BIM平台和BIM软件。同时，传统设计人员对BIM接触少，各专业都缺乏BIM专业技术人员，需要大力培养 BIM 技术的相关领域人才，提高 BIM 技术人员的专业性，建立健全BIM技术人员的培养体系。
3 BIM技术在土木工程设计中的应用措施
3.1 BIM技术在设计方案阶段的运用
传统建筑项目在方案阶段，由建筑师使用Sketchup等建模软件进行方案创作，缺少与结构专业进行沟通的渠道，往往造成建筑方案的结构设计不合理，进而影响整个工程最终的造价。在BIM时代，建筑师可以在建筑方案阶段就用Revit软件创建BIM模型，通过BIM模型专业间的协同，使结构专业在建筑方案阶段就能参与到项目的设计当中，大大降低了在前期设计构思时由于考虑不周造成的影响，缩小前期预算与实际建设造价的误差。
3.2应用BIM技术完成施工图绘制
在扩初和施工图阶段，结构工程师在前期方案设计的BIM模型基础上继续完善建模，细化调整基础、梁、板、柱等结构构件的位置和尺寸等信息，在模型基本准确的基础上，通过创建与三维模型关联的二维图纸来进行施工图纸的生成绘制。与CAD绘制图纸不同的是，BIM技术绘制的二维施工图是依据三维模型快速投影产生，特别是在复杂节点施工图绘制的时候，BIM软件能更快更准确地生产出复杂节点的二维平立剖面图，而不需要靠设计师通过空间想象绘制出CAD图纸，节省了绘图时间，同时增加了图纸准确性。值得注意的是，投影产生的二维图纸还需要设计师手动进行尺寸标注和钢筋平法绘制等工作，进而完善施工图纸的绘制。现在也有一些插件，正在研发BIM模型二维图纸的快速尺寸标注，快速读取计算配筋信息，自动绘制平法施工图等功能。
3.3 BIM技术实现各专业协同作业
BIM技术突破了传统的土木工程平面化设计方法，实现了土木结构设计从二维图纸到三维模型的转变，并实现了传统的分布设计到多专业联合的协同设计，这对于土木结构设计而言是巨大的进步。通过各专业间的协同，确保了各专业模型和图纸在设计过程中实时保持协同一致，避免提资不及时造成设计信息传达滞后，减少反复修改，尽量避免无效设计。
3.4 BIM模型帮助查漏补缺，减少施工变更
在传统的土木工程结构设计中，工程设计的问题经常只在实际施工过程中才被发现，一旦出现重大的结构问题，将会影响整体的项目进度，造成资源的大量浪费，而使用 BIM技术的土木工程结构设计，可以实现虚拟设计，顾名思义，就是在实际施工前，通过计算机建模技术，将设计方案在计算机中进行百分百同步虚拟建设，发现设计中出现的结构问题，并及时进行调整与改进，极大地降低了工程项目的建设风险，同时也保障了土木工程结构设计的整体质量，有利于我国土木工程行业的长远发展。
结语
综上所述，在土木结构设计中，利用 BIM 技术能够帮助提高结构设计整体性和合理性，能够有效降低因三维空间设计不合理而造成的土木结构设计缺陷。BIM 技术促进了各专业间协同，提高了设计质量。随着电子信息技术的不断发展，BIM 也会不断的优化和进步，走出一条适合本土的BIM发展道路，为提高结构工程质量做出贡献。
参考文献
[1]杨明睿，肖家发，刘峰，桂劲松.BIM技术在土木工程中的应用浅析[J].山西建筑，2018（22）：3-4.
[2]浦至，郑昊.超高层办公楼建筑多专业协同BIM正向设计[J].土木建筑工程信息技术，2019（1）：110-119.