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【摘要】本文针对基于BIM技术的建筑结构协同设计，采用理论结合实践的方法，先分析了协同设计的相关概念，接着探讨了基于BIM技术建筑结构协同设计流程，最后提出协同设计的要点。研究结果表明，在建筑结构协同设计中合理应用BIM技术，可大幅度提升设计效率，实现各参建方之间的数据共享。在协同设计中，每位设计人员都要严格把控建筑结构的特点，才能发挥出BIM技术的作用，值得高度重视。
【关键词】BIM技术；建筑工程；结构设计；协同设计
【引言】BIM技术是一种新型的信息化建模技术，将其应用到建筑工程结构设计中，由传统二维单专业设计转化为多专业集成的三维设计，在BIM平台上可实现每个结构部件的可视化，可清楚直观得进行碰撞检查，提高项目各专业间的协作能力，实现对结构设计方案的不断优化和处理，最大限度得排除图纸错误和减少施工返工，从而降低工程成本，缩短工期。基于此，开展基于BIM技术的建筑结构协同设计分析研究就显得尤为必要。
1、协同设计相关概述
所谓协同设计指的协同配合两个或者两个以上的个体，来达到设计目标。由一个组织机构来完成是完成一个项目的设计工作，项目中所有涉及到的信息和文档，从创建开始一直到结束，全部在一个共享平台上完成，参与项目建设的所有人员都可以随时参看及利用信息数据。协同可看做是信息共享、信息分析、信息使用的过程。既包括不同专业之间的协同，也包括项目上下游企业之间的协同，还包括二维设计和三维设计之间的协同，甚至包括全寿命周期内的信息传递。
在如今提倡发展工程总承包模式、全过程咨询模式、大力开展装配式建筑和绿色建筑的背景下，对建筑结构等全专业实现有效实现协同设计提出了更高的要求。建筑结构设计不仅仅包括规划、建筑、结构、暖通、给排水、电气等传统专业，还包括基坑支护、幕墙、钢结构深化、智能化、景观、绿化等分项设计，使得协同设计不再仅仅体现在传统文件提资上，二维协同设计就无法满足实际需求，只有运用BIM三维协同设计，才能更加科学合理的解决结构设计问题，提升设计协作效率和质量。
2、基于BIM技术建筑结构协同设计流程
基于BIM技术建筑结构协同设计可细分为两个部分，其一是过程协同设计；其二是综合协同设计。其中前者指的是设计人员在三维BIM模型的基础上进行设计，过程中与传统设计类似，建筑、结构土建完成后，设备幕墙专业再进行补充设计，该过程中，除对本专业内容进行审查外，也涉及对其他专业的提资和根据提资对模型的修改；后者则指的是不同专业之前的立面效果、交叉碰撞、净高检查等协同设计。
在方案设计阶段，主要由建筑方案专业来预先设计模型，再由业主、使用方对方案进行审查认可，再提供给结构专业和机电专业。
在初步设计阶段，各专业人员进行模型设计，建筑、结构专业和机电专业人员需要立足概念设计模型，进行过程协同设计，并且需要定时对各专业进行综合协调，通过验证之后就能形成二维设计图纸。
在施工图设计阶段，需要结合二维图纸的标准和规范，对生产的二维图纸进行细节修改以及深化设计【1】。如施工图审查机构需要进行BIM审查，则可按审查机构相关要求，提交BIM模型，进行审查。
3、基于BIM技术的建筑结构协同设计要点
3.1可视化在建筑工程协同设计中的应用
可视化是BIM技术的主要优势和特点，在BIM软件平台上，所有的结构都是可视的，可直观清晰的看到各种结构之间的碰撞问题和交叉问题。在结构设计中，是可采用BIM技术平台提供的三维立体化模型，对建筑、结构、机电的造型、布置位置、荷载参数等进行更加全面系统分析。在进行结构协同设计中，就能全面、综合的展示建筑结构各个环节和各个角度的细节，为最终的结构设计提供参考和指导。目前我国建筑事业正处于蓬勃发生的阶段，工程量非常大，传统二维设计方法存在很多局限性，难以满足现代建筑发展需求。而利用BIM技术自带的可视化，可实现对建筑结构模型的全面分析，并对建筑结构自身的适配性进行严格控制，从而设计出最佳的建筑结构设计方案【2】。
3.2参数化在建筑结构协同设计中的应用
参数化也是BIM技术独有的优势和特点，将其应用在建筑结构协同设计中，可大幅度提升协同设计质量和效果，具体而言，可从以下几个方面同时入手：
第一，结合建筑结构的相关数据进行参数化建模，在建筑结构设计中经常会遇到各种各样比较繁琐或者是复杂的非标曲面，传统二维设计方法无法保证设计精度。而BIM技术可以实现对各种参数以及参数之间关系的深入解读，如果发现差异比较大的参数，及时进行调整和完善，形成完善的结构形体，为后期施工建设提供真实的参考和指导。
第二，利用参数构建起分析模型。将BIM技术应用到建筑结构协同设计中，既能对建筑结构涉及到的物理信息进行有效处理，也可以对结构数据进行更加深入的解读，再利用BIM 软件就能自动形成参数模型，为建筑结构设计提供真实有效的参考和指导。
第三，BIM技术自动出图功能的应用，在建筑结构协同设计中，通过BIM技术平台，可三维立体可视化的展示设计图纸，为不同结构的设计，提供不同的建筑图纸，包括：平面图纸、立体图纸、三维视图等。
3.3装配式建筑协同设计
装配式混凝土建筑主体结构大量采用预制构件，为实现预制构件的标准化，同时避免预制构件在建筑装修阶段的剔凿返工，就需要对建筑内装部品、机电管线进行更加细致的推敲、研究和设计，通过提高内装部品的标准化、机电管线的集成度等方式来实现主体结构预制构件的标准化、集约化。
因此针对装配式建筑特点，BIM技术帮助实现了标准化设计、工厂生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理等。
采用BIM协同设计，更重要的将设计成果转化为数据，可以提供从成本测算、构件种类、施工流程数据控制等系统化的研究资料，不断优化构件设计、提高标准化程度、提高施工效率。通过数据的比对，在实际项目中不断优化整个装配式建筑各个环节的节点部位。
3.4绿色建筑协同设计
绿色建筑是新时代发展背景下诞生的一种新型建筑形式，在全球不可再生资源日渐枯竭的背景下，对建筑能耗提出了更高的要求，绿色建筑愈发流行。将BIM技术应用到绿色建筑结构设计中，可大幅度提升绿色建筑的节能效果【6】。比如：可通过绿色建筑的目标来指定BIM技术，建筑目标决定了绿色建筑的性能以及设计的复杂性，所以在进行绿色建筑结构协同设计之前，需要先进行深入的调研，通过合理选择BIM技术的相关执行项，来制定最佳的建筑目标，选择出合适的方案。当BIM技术方案在项目中确定之后，就需要及时明确各个专业的人员责任，明确各自的责任，作为产权分配的依据，从多个项目建设方案中，优先选择出绿色设计方案，提升绿色建筑设计质量。
【结束语】
综上所述，本文采用理论结合实践的方法，研究了基于BIM技术的建筑结构协同设计，研究结果表明，建筑结构协同设计较为复杂，而且影响因素比较多，传统的设计技术在协同工作中难比避免很多错误和重复工作，很难满足如今建筑设计对全生命周期精细化、信息化管理的要求。而采用BIM技术，可实现建筑结构协同设计的可视化、参数化、模型化、绿色化，契合时代发展的需求，值得大范围推广。
【参考文献】
[1]董德奎.BIM技术在建筑结构一体化协同设计中的运用[J].住宅与房地产,2020,562(3):73-73.
[2]褚隆.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].工程建设与设计,2019,408(10):15-16.
[3]李畅.基于BIM技术的建筑工程协同设计模式研究[J].建筑与文化,2019,179(2):170-171.
作者简介：
钟绪博，女，吉林，1987年11月，汉，本科，工程师，中国电子工程设计院有限公司，建筑结构