基于BIM技術的建筑工程施工圖設計

趙嘉健

近年來，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術廣泛應用于建筑設計中，特別是對建筑結構設計工作具有較強的實用性。建筑結構作為工程項目中的重要環節，設計人員必須結合現場實際情況設計施工圖，確保滿足各方面要求，提高建筑的美觀性和功能性。隨著建筑結構施工圖的設計難度不斷增加，設計人員有必要將BIM技術應用到建筑結構設計中，提高設計的整體性。基于此，本文重點分析基于BIM 技術的建筑工程施工圖設計[1]。

1 BIM 技術概述

BIM 技術是建筑學、工程學及土木工程領域的新工具，已經得到業界的廣泛認可。BIM 技術的核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數字化技術，為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構件的幾何信息、專業屬性及狀態信息，還包含了非構件對象（如空間、運動行為）的狀態信息。借助這個包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項目的相關利益方提供一個工程信息交換和共享的平臺。

2 工程案例

2.1 工程概況

項目坐落在江西省南昌市新建區長堎鎮紅灣公路南側，項目總用地面積為39 589 m2，主要包括兩層商業樓和兩座高度為202 m 的超高層塔樓，地上總建筑面積為144 900 m2，包括酒店、商業樓和辦公區域等；地下室共兩層，總建筑面積為6 168 m2，包括設備空間、酒店空間和辦公空間等。本文通過BIM 技術設計商業樓的結構施工圖。

2.2 設計過程

第一，利用Revit 平臺構建建筑模型和結構模型，如圖1 所示。不同專業分開建模的方式有利于工作人員后期自動生產施工圖，但對于復雜建筑物，不同專業在相互配合時的便捷程度不足。

圖1 Revit 結構模型

第二，將結構模型導入結構計算軟件中實時分析結構數據。對于大型建筑物，這種建模方式對計算機性能要求很高，一般情況下很難滿足，且從Revit 平臺引入的結構模型并不具備標準層概念，在結構計算模型荷載控制方面會產生較大的工作量。因此，工作人員在規劃施工圖模塊時要根據計算結果進行合理調整。

第三，將平法施工圖文件上傳至Revit 平臺中生成BIM 施工圖，如圖2 所示。在結構施工圖生成過程中，雖然能通過人工控制來合理調整具體計算結果和圖紙內容，但干預程度較低，無法滿足施工圖設計要求。另外，如果利用平法施工圖進行梁配筋，就要提前確定梁的跨數和布置，而軟件注重體現計算結果，無法準確表達結構工程的設計意圖，導致后期需要大量調整，降低設計效率[2]。

圖2 BIM 施工圖

3 基于BIM 技術在建筑工程施工圖設計

3.1 為建筑材料選擇提供數據資源

建筑工程結構施工圖是指導工程局部結構和整體結構的重要手段，而利用BIM 技術能提前預測建筑工程結構施工隱患[3]。目前，Revit 結構鋼筋建模主要包括插件建模和手動建模2 種方式。鋼筋建模時可先利用插件方式構建整體鋼筋模型，再利用手動方式做出局部調整，該方式不僅能提高鋼筋建模效率，還能確保建模準確性達到預期標準。Revit 結構鋼筋建模如圖3 所示。結構構件作為整個結構建模的基礎環節，其設計過程要根據實際需求來建立結構構件族，形成多樣化構件族庫[4]。在構建實例過程中要選擇相同類型的構件族，確定正確的實例參數后再嚴格按照軸網、標高的不同將其分類，從而完成整個構件的實例構建工作。結構主體模型構建完成后，再以模型為基礎開展不同類型的項目[5]。

圖3 Revit 結構鋼筋建模

3.2 優化碰撞檢查效果

建筑碰撞檢查是建筑圖紙設計中最重要的環節，有利于工作人員綜合評估不同類型的設計方案，并在第一時間找到管線碰撞位置，以合理調整設計方案。通過利用BIM 可視化技術能讓設計人員在建設前檢測管線、工藝設備的基本情況，不僅能夠有效解決日常碰撞問題，還能優化工程設計圖紙，降低施工中人工因素帶來的損失，將返工概率控制在合理范圍內。同時，施工人員可利用優化后的三維管線進行后期施工模擬和施工交底工作（圖4），有效提升工程施工質量。

圖4 建筑碰撞檢查

另外，通過使用輕量化模型技術還能將不同專業的三維模型數據完整呈現并全部儲存在三維模型中，再利用標識簽標注碰撞點，當出現碰撞問題時工作人員能通過標注及時找到碰撞位置[6]。

3.3 指導施工過程

首先，在正式施工前，技術人員要將BIM 模型呈現在施工人員面前，使其能夠全面掌握施工圖中的具體內容以及施工中需要注意的事項，從而降低傳統二維圖紙在傳達施工內容時存在的問題，有效提升施工效率。

其次，要實現多部門協調管理。不同部門間的協調性不僅能保證建筑工程順利進行，還能確保工程在預期時間內竣工。目前，在工程施工中由于受到各種外在因素影響，如技術差異、專業協調以及施工環境等，導致各部門間相互協調性較差，從而出現各種問題。而通過BIM 技術能準確預留預埋、模擬施工過程以及檢查建筑凈高等，從而提前發現施工中隱藏的問題，避免嚴重影響施工質量。同時，通過解決協調問題能減少返工概率，合理控制工程建設成本，為建筑企業帶來巨大的經濟效益。

最后，BIM 技術能優化現場布置，為平面布置工作提供豐富的數據資源。通過構建建筑模型和場地模型整合工程項目所有資源，并采用數據信息的方式將其引入到模型中（圖5），真實模擬場地平面布置并提前設置工程進度計劃，真實模擬整個工程不同階段的基本情況，合理控制工程工期[7]。

圖5 建筑模型

4 結語

隨著科學技術的不斷發展，BIM 技術在建筑施工圖設計中逐漸普及，并取得不錯的效果。雖然BIM 技術具有便捷性、高效性等優點，但在建筑設計階段仍存在很多問題。導致出現該問題的原因很多，如設計企業目光短淺、設計師思維發散能力不足以及建筑行業制度不健全等。

因此，建筑企業要提高對BIM 技術的重視程度，將其應用到日常工程建設環節中，這樣不僅能保證建筑工程項目建設質量達到行業標準，還能提升施工圖紙的規范性，推動整個工程施工順利進行。