BIM的建筑结构设计与土建算量一体化

BIM的建筑结构设计与土建算量一体化

扈钰

天津市天鸿基业路桥建设工程有限公司 天津市

摘要：本文的研究目的是为了明确BIM技术在建筑结构设计与土建算量一体化中的作用，并进行了具体的分析。BIM技术在建筑行业中能够充分发挥自身的优势，对于设计和算量都能起到一定的效果。但在实际的应用过程中，仍然存在些许问题，需要采取合理的措施进行解决。基于此，本文结合了建筑信息模型技术，对其建筑结构设计与土建算量阶段的应用进行了研究，并提出了相应的优化办法，对于促进建筑建设具有重要意义。

关键词：BIM技术；建筑结构设计；土建算量

前言：建筑信息建模技术的应用理念是在信息化技术的基础上发展而来的，通过构建贴合项目本身的数字化模型来实现对工程整体建设过程的管理。现阶段，建筑领域的研究者始终着眼于BIM技术，并努力利用BIM技术来对传统工程算量模式进行优化，解决设计与算量阶段发生冲突的问题。在此基础上，本文对基于BIM技术的设计与算量进行了研究，具有重要的现实意义。

1. 基于BIM技术的设计与算量

   1. BIM技术辅助设计操作流程

BIM技术是建筑领域的常用技术，已经广泛应用于我国建筑工程的各个领域，并发挥了重要作用。其中，基于BIM技术的建筑结构和土建算量工作能够实现更好的效果。通常情况下，BIM设计软件来针对工程项目的辅助设计主要分为三个步骤。首先，在公用计算机或者服务器上建立一个中心文件，用于实现信息的交互传输，专业人员可以利用此中心文件进行相关信息和资源的上传和提取。其次，建筑专业人员从方案的设计和其他重要设备的初步设计开始，逐步完成建模，并对各自负责分工的工作集进行设置，包括不同专业例如水电、暖通等。再次，各专业对建模进行核对，确认无误后进行提资^[1]。最后，建筑专业人员确认后，实现对设计模型的初步确立^[2]。

1. 2. 基于BIM的算量模式

      1. 关于BIM算量的相关研究

关于BIM算量方面，我国许多科学家展开了多种多样的研究，对于BIM技术在3D计算过程中存在的问题进行了分析和总结，并具有针对性地分析了问题的原因，在此基础上提出了相应的解决措施。现阶段，我国市场上能够支持BIM算量的软件主要有两种类型：一类如斯维尔，是基于ODBC原理的计算软件，能对BIM软件在原有的基础上进行二次开发，完善相应的功能。另一类如广联达，是基于API的计算模式，它能够转换BIM模型的格式，通过这样的方式让自身软件可以进行有效识别，对BIM工程量信息进行有效提取，并传输到专业定价软件中。以上都是各位学者针对BIM算量进行的研究，其得出的结论能够很好地指导建筑领域对于BIM技术在设计和算量环节的使用。

1. 1. 2. BIM辅助算量

传统的造价模式虽然能够起到的一定的作用，但是也具有相应的缺点，例如流程繁琐、工作量大、严格要求计算准确性等。就理想的理论情况来说，将BIM设计模型转移到计算阶段生成的BIM计算模型，可以将设计信息充分转移到计算阶段。造价人员能够直接对BIM设计模型进行使用，通过计算机来进行工程量计算，并在此基础上完成对施工做法和相关定额的设置。利用这种方式能够提高建模的效率，减少了重复建模带来的麻烦，通过计算机来完成算量过程能够有效减少造价人员的工作量，在提高造价阶段效率的同时确保质量。

2. 基于BIM算量分析方法与指标

根据科学家对BIM算量分析方法的研究，相比起将Revit模型转换为IFC文件格式来说，GFC文件格式更具有优势，在导入广联达的计算软件之后也更加匹配。因此，分析算量模式的可靠性可以采用以下分析方法：传统计算模式下，使用广联达BIM平台GTJ土木工程测量平台软件来完成对模型的创建，相应的技术数据信息将根据转换后的Revit模型导入GTJ中的工程量信息作为参考，以精准度分析的作为基准。精准度的测量公式为q=(b-a)/a×100%，即精准度=（GFC格式导入GTJ工程量-GTJ模型的工程量）/GTJ模型的工程量×100%。

3. 设计算量一体化的优化措施

   1. 提升模型精度

提升模型精度的方法主要有两种，即针对导入前后的模型精度进行提升^[3]。第一，对导入之前设计模型的精度进行提升^[4]。深化BIM模型的初步设计，提高最终设计模型的准确性，包括承重柱、圈梁、门楣等构件，以及保温防水工艺和装饰工艺。第二，对导入之后设计模型的精度进行提升。将设计模型导入造价软件，在软件之中进行深化设计^[5]。提高设计模型的精度更符合综合思维，不仅可以减少计算和成本阶段的工作量，还可以为后续的施工阶段和运维阶段提供丰富的信息。相比之下，结构设计师的工作量有所增加，在Revit中进行此类深入工作将使流程复杂化，除了会丰富信息以外，大体量的模型也对材料设备提出了更高的要求。提高计算模型精度的方法较为传统，在某种程度上来说，这是一种折中模型，为设计算量一体化创造了发展空间。在造价软件中，深化工作能够更加方便地完成，但并没有完全免去人工工作量，后续施工阶段和运维阶段的相关工作也尚未落实。两种方式都可以有效提高计算模型的精度，企业可以根据自身情况进行选择。

1. 2. 处理BIM钢筋

结构工程师可以将钢筋优化工作从结构工程软件转移到BIM软件中来完成，也就是从软件中导出自动配筋结果后，在Revit软件中进行配筋优化。但是与此同时也存在着一些问题，钢筋图元素的数据量过大，给计算机的运行带来了压力，会导致计算机出现卡顿的情况，给结构工程师使用软件进行优化的工作带来困难。当从结构设计软件中导出结构模型时，其钢筋信息可以表示为钢筋集和钢筋标注，设计者在此基础上进行更改和优化。如果需要检查钢筋碰撞的情况，可以调用生成受影响构件的3D图元，大大减少了计算机的计算量，方便了设计师的工作。

1. 3. 开发BIM软件

BIM设计软件尚未与算量软件实现完全对接，为了更好地实现设计与算量的一体化，软件必须根据问题进行改进和进一步开发：如果结构设计软件导出接口文件，命名方法可以按照计算模型和设计模型交互规范的方式对组件进行命名，并根据预算定额计算规则进行搭接。算量软件可以增加相应的模块，扩展计算项目的种类，增加计算量精度，提高可信度。结构设计软件增加导出钢筋组模块，计算软件增加合适的模块读取钢筋组信息，可以更好的实现钢筋BIM设计模型和造价模型的集成一体化。BIM软件的开发和应用是我国发展BIM的基础，国家可以鼓励软件企业开发BIM软件，关联方在使用软件的同时，应积极与软件公司沟通，促进软件升级。

1. 4. 优化项目交互方式

设计算量一体化目前仍处于初步阶段，很多细节控制不力会明显延长设计时间，影响交互质量。因此，要进行项目交互方式的优化。第一，在正式开始项目之前，在Revit中准备好项目模型文件，并整合好视图和网格。第二，根据交互标准的规范对各种构件进行建模，以节省命名和后续修改的时间。第三，预先划分好区域并将BIM设计模型导入计算软件，计算每层的数量，提前发现问题并解决，避免在后续的设计模型建模中出现同样的错误，减少重复修改的麻烦和对时间的浪费。第四，一些需要增加的构件，如圈梁、门楣、承重支架、装饰工程等，需要提前规划，确定相应的精度，减少后期需要修改的环节。

结论：通过文章的分析和研究可以得知，BIM技术在建筑行业中能够充分发挥自身的优势，对于设计和算量都能起到一定的效果。但在实际的应用过程中，仍然存在些许问题，需要采取合理的措施进行解决。基于此，本文围绕BIM的建筑结构设计与土建算量一体化工作展开了分析，并提出了相应的优化措施，对于促进建筑结构设计与土建算量一体化具有一定的意义。

参考文献：

1. 侯听娱.基于BIM的建筑结构设计方法研究[J].智能建筑与智慧城市,2021,8(07):123-124.

2. 黄莹,韦智睿.基于BIM的建筑结构设计与土建算量一体化研究[J].砖瓦,2021,7(03):84-86.

3. 闵瑞冬,张鸿瑞.BIM技术在土建施工现场布置中的应用分析[J].房地产世界,2021,22(07):96-98+101.

4. 孙国红.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用[J].绿色环保建材,2021,35(07):65-66.

5. 王伟.BIM技术在土建现场施工管理工作中的应用[J].建筑与预算,2021,9(06):8-10.