BIM技术应用于结构设计的探讨与案例.pdf

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1、第2卷第4期V01．2No．42010年12月Dec．2010BIM技术应用于结构设计的探讨与案例龙辉元(奥雅纳工程咨询有限公司北京分公司，北京100020)【摘要】本文就笔者在基于BIM技术的AutodeskRevitStructure工具软件应用实践中的体会和遇到的问题，通过具体的结构设计案例来探讨和分析BIM技术应用于建筑结构设计中的难点和阻力，旨在给BIM技术工具软件和结构设计分析软件的开发和应用者一些启迪。【关键词】建筑信息模型；BIM技术；变截面构件族；变截面构件单元【中图分类号】TU311．41【文献标志码】A【文章编号】1674

2、—7461(2010)04—0089—05分析软件，分析程序进行分析计算，随后返回设计1前言信息，并动态更新物理模型和施工图文档。BIM技术就结构设计本身而言，其基本理念就是要达到结随着BIM(建筑信息模型)技术工具软件的不断构计算分析和施工图文档两者相互统一，或者说实完善，BIM技术正逐渐在中国的工程界广泛应用。BIM技术的优势是不同专业、不同部门可以实现数据现两者间的无缝链接。建筑师搭建BIM模型时，关注的是模型空间表共享，即：建筑师、工程师、承包商和业主可以共享一致的数字设计信息和文档，共同使用项目可视化数字达的真实性和外观视觉上的效果，

3、以及物理模型能否模型，来进行各种模拟和分析(比如：性能、外观和成自动生成2D施工图文档。与建筑专业相关的计算分本)，从而达到更快捷、更经济、更及时地完成项目。析，比如日照分析和建筑能耗分析，对模型数据库的但市场调查表明，目前结构工程师接受和应用BIM要求也往往仅限于模型的几何外观和空问尺寸，以及技术的深度和广度远远低于建筑师。笔者认为，其主材料的物理特性。结构工程师搭建BIM模型时，除要原因在于目前BIM技术在3D物理模型与结构分了关心物理模型能否自动生成2D施工图文档，同事析模型的双向链接方面还有许多有待解决的技术问也关心物理模型能否自动转化

4、为可以被第三方结构题。下面以笔者在工具软件AutodeskRevitStruc．分析软件认可的结构分析模型。毕竟结构的安全性ture应用中的实践经验和体会，通过具体的结构设分析计算是结构设计的首要环节和重要问题。由于计案例来探讨和分析BIM技术应用于建筑结构设计结构分析模型中包括了大量的结构分析所要求的各中的难点和阻力，旨在给BIM技术工具软件和结构种信息，如：材料的力学特性、单元截面特性、荷载、荷设计分析软件的开发和应用者一些启迪。载组合、支座条件等等。所以结构工程师的BIM模型就会因繁多的参数而异常复杂。2BIM技术在结构设计中应用的难点B

5、IM技术是完全的数据库式模型，理论上说，实结构工程师目前主流的设计方式是利用有限现BIM物理模型与结构分析模型、物理模型与2D元结构分析软件(程序)进行结构建模计算和结构施工图文档之间的双向链接是完全可行的。很多整体空间受力和变形分析，然后另外利用2D绘图BIM工具软件也将自己可以实现与通用的结构分析工具来绘制传统的2D施工图文档。基于BIM技术软件双向无缝链接作为其功能特色来宣传。但笔的结构设计方式是：工程师将物理模型发送到结构者在具体的应用中发现，所谓的双向无缝链接是有【作者简介】龙辉元(1963一)，男，副总工程师，国家一级注册结构工程师

6、。主要研究方向：高层和超限高层建筑结构设计、复杂大跨度空间钢结构设计与研究、结构方案优化和CAD技术：二次开发。E—mail：hy．1ong@arup．oom条件的。即BIM物理模型中采用的构件(单元或关键还在于分析软件的改进，以便结构模拟分析计族)必须是比较简单或常用的常规标准件。如果构算尽量体现结构体系的实际情况。拓广基本结构件的形式复杂或异形，在链接到结构分析软件时就计算单元的参变量和基本刚度矩阵是结构分析软会丢失很多数据。件适应BIM技术的解决方案。所以，在BIM技术应用到结构设计的过程中，4当前结构分析软件处理变截面的方法物理模型与结

7、构分析模型双向无缝链接问题是影响结构工程师接纳BIM技术的一大阻碍障碍。下4．1单元分段法面针对这个问题作一些探讨。这是目前所有的结构分析软件处理变截面结3BIM物理模型与结构分析模型的链接构构件的方法，其主要是采用增加节点来将构件分段，每段就变成或可以视作等截面单元。障碍该方法对于处理截面突变是很合适的，但处理在搭建BIM物理模型时，可以随意定义一根构渐变截面就不太好。另外，该方法将一个结构构件件的形状和断面。构件截面可以是异形的，截面的用断点拆分成多个单元，与BIM物理模型中独立的大小沿着构件长向也是变化多样的，例如图1之鱼构件定义就不能匹

8、配。腹钢梁。4．2线性渐变截面单元法这个构件在BIM物理模型中是一个独立的单目前比较多的结构分析软件(例如PKPM)可以元，但这样的单元在目前以杆单元