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基于BIM的建筑结构设计与土建算量一体化研究

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：韩振龙

[导读] 摘要：现阶段，在建筑工程中，结构设计是非常重要的一项内容。BIM技术在设计与算量方面都有一定的优越性，但在实际项目的设计与算量一体化过程中，仍然有诸多问题需要解决。

        中建八局第四建设有限公司山东省青岛市 266000
        摘要：现阶段，在建筑工程中，结构设计是非常重要的一项内容。BIM技术在设计与算量方面都有一定的优越性，但在实际项目的设计与算量一体化过程中，仍然有诸多问题需要解决。本文基于建筑信息模型技术，探寻BIM设计阶段与算量阶段交互的优化方法。基于实际工程，找出交互过程中发生的问题，特别针对算量精确度问题，以广联达GTJ算量模型为基准，对BIM设计模型的关键工程量进行对比分析，归纳出工程量误差的主要原因。最后提出优化两阶段交互的相应对策。
        关键词：BIM设计；BIM算量；一体化
        引言
        当前我国建筑工程数量和规模正在不断扩大，社会各界对建筑的品质提出新的要求和挑战，尤其是对建筑的结构设计。作为一名合格的设计工作者，应善于学习，总结工作经验，及时更新设计，为落实在建筑结构设计环节中合理地采用创新技术，显著提升建筑整体的综合性能提供保障。而BIM技术的科学应用，会对建筑工程各项工作的顺利开展产生推动作用，有利于提升建筑工程结构设计的整体质量。
        1BIM技术的内涵
        BIM技术指代建筑信息管理应用，也就是利用现代化的科学技术方式建立起完整的可视化模型，对应具体的集合数值，将建筑结构的设计形式具体化地展现出来，并将其充分的应用于建筑结构设计工作内，帮助设计人员更加充分、完整的整合建筑物的相关信息，使之能够作用于施工效率提升，并且可以有效地降低设计的难度。BIM技术与传统的建筑结构设计技术有所不同，是从平面设计的形式转变为立体设计的形式，可使人们从整体的角度清晰的考虑到建筑设计的结构框架。将BIM技术应用于建筑设计中，能够有效地减少设计时间，保障建筑工程施工的质量与安全。
        2基于BIM算量分析方法与指标
        根据行业内学者的研究，将Revit模型转换成GFC文件格式导入广联达算量软件比转换成IFC文件格式更加匹配[4]。所以，此处针对算量模式可靠性的分析方法是：在传统算量模式中，利用广联达BIM土建计量平台GTJ2018软件（后简称GTJ）建立GTJ模型，其对应的工程量数据信息为基准，对转化成GFC格式的Revit模型导入GTJ后的工程量数据信息，用准确性（评定指标为量差百分比q）进行对比分析。准确性公式：
        q=×100%
        其中q为准确性；a为直接在GTJ软件中建立的GTJ模型工程量（下述均称GTJ模型工程量）；b为Revit转换成GFC格式导入GTJ工程量（下述均称BIM设计模型工程量）。
        3优化设计算量一体化的相关措施
        3.1数据信息化
        BIM技术的应用是以现代科学技术为基础而实现的，设计人员利用BIM技术软件可以对现有的信息进行有效地处理，与传统的设计模式相比，BIM技术具有更为明显的优越性。工程设计人员利用BIM技术能够高效处理信息，减轻一定的人工作业负担，并且在建筑工程数据库中可以快速地查找到与工程相关的信息，而且各类信息之间并非单独存在，是彼此联系的，在信息化设备上建立数据库，便于工作人员调取数据。设计人员可以在数据库中查找针对性的信息，而且信息的保真程度很高，克服了传统的信息记录的一些弊端，有助于设计人员提升工作效率，促进工程设计工作的高效进行。
        3.2结构施工设计
        在建筑工程的施工阶段，利用BIM技术可以帮助在建筑施工阶段实现远程监控或者操纵，需要的操作技术主要包括，BIM模型结合GPS或者地理信息系统、移动通讯、RFID技术进行现场跟踪。

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BIM模型结合GPS就直接对位置信息进行定位，对施工的进度有直接的把握，施工的地理情况，位置信息上的问题可以远程直接处理。现代移动通讯技术发展得十分完备，在施工过程中如果有技术或者操作上的问题，利用移动通讯功能可以不受距离、空间的限制随时随地，双方虚拟面对面交流解决。BIM技术虽然能给建筑行业带来很大的帮助，但是国内相关技术的发展还有待提高，国内也没有成套的、标准的体系来完善相关技术的应用标准。且根据国内的环境来看，对BIM技术的应用对技术人员还有施工人员的相关专业要求也比较高，国内很多的建筑施工人员一方面没有受过专业的训练指导，另一方面仍有一些施工人员对技术的掌握能力还不够。所以我国也需要培养一批这样专业的技术人员，给国家的建设带来更深层次的发展。BIM技术作为先进的建筑设计技术优势十分明显，BIM技术在建筑行业的普遍应用相信是未来建筑行业的大趋势，BIM技术对建筑结构设计有很大的益处，能够帮助优化建筑工程的设计，给建筑施工提供更高的施工效率，还在一定程度上能够保证建筑的质量和安全上的问题，在社会各界和相关领域的帮助下会有更大的价值会被发掘出来。
        3.3协调建筑结构各部分设计
        不同的施工内容中形成的BIM模型也有所差异，为更加准确的传达信息，设计人员可以在BIM模型中插入数据文件，提升BIM模型的辅助说明功能，还可以科学的处理中性数据库，让设计人员能够了解其中的数据信息，与技术人员之间形成充分有效地沟通，之后和技术人员协调建筑的土木施工及装饰施工等流程，便于达到理想的建筑效果。在BIM建模中所使用的软件要具备模型建立、图纸生成及模拟分析等功能，设计人员可以在根据需求选择软件。如Revit软件中，就可以将建筑物的室内结构及机电工程等内容相互结合，如同资料库一般，设计人员可以从中调取模型自由设计，并能够根据需求更新资料，可以实现信息的实时共享，具有较强的实用性。
        3.4BIM软件开发的相关建议
        BIM设计软件与造价算量软件的对接模式尚未成熟，为了更好地实现设计与造价阶段的一体化，应针对问题对软件进行完善和开发：结构设计软件导出接口文件时，命名方式，可按照算量模型与设计模型建模交互规范对构件进行命名，搭接方式，可按照预算定额计算规则进行搭接；造价算量软件可以增加相应模块，拓宽可计算工程的种类，提高其算量的准确性，提高计算的可信度；结构设计软件增加导出钢筋集模块，算量软件增加对应读取钢筋集信息的模块，更好地实现BIM设计模型与造价算量模型一体化。BIM软件的开发与运用是我国发展BIM的根本，国家可以鼓励软件公司对BIM软件的研发，相关企业使用软件的同时也应积极与软件公司沟通，促进软件的更新换代。
        结语
        综上所述，现代建筑工程的建设需要对建筑工程的质量作出保障，其中涉及诸多的专业知识，并且需要在最短的时间内完成建筑工程的设计工作，可以为建筑企业节约一定的成本。BIM技术的应用能够促进建筑行业的可持续发展，该项技术在实际的应用过程中能够节约能源，并且对环境的危害较小，不仅可以提升施工人员的效率，还可以加强对现代工程建设的信息化管理，逐步提升BIM技术在应用过程中的灵活性，本文针对普通房建项目的建筑结构设计与算量交互中模型精度、钢筋算量、软件的问题，提出了一些措施和建议，以供参考。
        参考文献：
        [1]李君永.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].中国住宅设施，2017（1）.
        [2]李轼，王科亮，刘媛.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材，2019（3）：34.
        [3]张振宇.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018（2）：85-86．
        [4]李泳波.新时期建筑结构设计中BIM技术应用分析[J].智能建筑与智慧城市，2017（12）：71，72．
        [5]侯献语，冯刚.BIM全周期设计成果的后续发展——三维算量研究[J].价值工程，2019，38（33）：222-223.