论文部分内容阅读
摘 要：文章主要从4个部分对基于BIM技术的广厦建筑结构优化设计方面的实现进行论述，分别是BIM技术的工作原理以及集成过程、基于BIM技术的广厦建筑结构信息模型ASIM集成框架设计、可视化模型设计以及建筑优化设计，通过将BIM技术与ASIM和可视化模型相结合，优化建筑结构设计。
关键词：BIM技术;广厦建筑结构;可视化模型;ASIM
0 引言
我国经济的迅速发展带动了消费水平的提高，人们不再满足现有生活的状态，纷纷加入买房热潮，在很大程度上推动了建筑行业的发展。由于新技术发展的成熟，建筑行业的技术人员开始将BIM融合于建筑结构之中，颠覆了以往的固有模式。由此可见，基于BIM技术的广厦建筑结构优化设计方面的实现具有重要意义。
1 BIM技术的工作原理
BIM技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程数据库。BIM技术属于一种CAD绘图技术，可以应用于广厦建筑结构设计，主要借助工作数据库对建筑结构信息作数字体现。该数据库可以存储对广厦建筑的详细资料信息，很大意义上推动了建筑行业的进步，为建筑行业的深远发展奠定了基础。该数据库主要包含了建筑物构件的几何信息、专业属性以及状态信息，不但如此，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。通过建立虚拟的建筑工程三维模型，可以提高建筑工程的信息集成化程度，为建筑工程项目的相关利益提供一个工程信息交换和共享平台[1]。
2 基于BIM技术的广厦建筑结构信息模型ASIM集成框架设计
2.1 ASIM上层模型流程设计
建筑结构信息模型（Architectural Structural Information Model，ASIM）是基于DXY和BIM以及建筑规范的软件设计，三者之前相结合便是IFC数据模型的标准。完成建筑结构的建模过程，首先需要将IFC标准应用于建筑产品模型，完整的建筑产品模型包括绘图、材料、造价等信息，再将IFC文件经Express格式进行解析后与IFC工程文件格式（中性文件）并行转接至应用开发接口，也称为模型信息转换平台。模型信息转换平台包括C++翻译器、FORTRAN编辑器以及PKPM显示平台功能，其中C++翻译器是计算机程序设计语言，主要负责对文件进行编辑与翻译，形成看得懂的广厦建筑基本数据信息;FORTRAN编辑器为FORmula TRANslator的缩写，属于“公示翻译器”，是世界上最早出现的计算机高级程序设计语言，主要负责对隐含公式进行编辑翻译;PKPM显示平台负责显示功能，主要在CFG上显示操作者所提取的建筑对象信息。将提起的结构信息经结构规范后设计结构产品模型，将AutoCAD与PMCAD应用于结构产品模型，进行修改与荷载布置过程，并将结构产品模型通过程序语言进行分析过程形成结构分析模型，系统运作形成的模型数据库将对建筑结构信息进行存储与更新[2]。
2.2 ASIM集成框架设计
综上所述，将对ASIM集成框架进行设计。ASIM体系主要包括建筑信息模型、结构信息模型、节能信息模型以及其他阶段模型，而ASIM系统的集成框架阶段流程又分为其他阶段、节能阶段、结构阶段以及建筑阶段，系统体系分为应用体系、模型体系、转换体系以及数据库体系，其中由建筑阶段向其他阶段发展将应用体系分为建筑设计、结构设计、节能设计、以及其他阶段设计，其他体系与应用体系相类似，各个阶段的体系与阶段之间的信息交流将通过模型信息转换平台进行信息共享。基于BIM技术的广厦建筑结构信息模型ASIM集成框架设计继承了BIM模型的优点，可以将模型之中的子模型兼容并用。
2.3 ASIM信息转换平台
ASIM信息转换平台是集成框架中最重要的组成部分，主要负责整个体系的正常运转。该过程需要一个高效软件接口以及一个模拟信息转换平台，该平台的核心为IFC，首先将IFC格式工程文件通过转换工具输入IFC工程实体类，由此进行解析分析。分析完成后通过C语言进行程序编辑，优化完毕进行拓扑关系简化算法，数据映射后存储至数据信息库，将所得信息以图片形式提取至图形显示平台，最终由PKPM系列的PMCAD结构进行展示数据文件，形成建模软件开发。
3 基于BIM技术的广厦建筑结构可视化模型设计
3.1 可视化模型功能设计
可视化模型主要通过工程可视化仿真系统进行功能设计，该系统有4部分功能，分别是BIM技术模型、施工现场三维漫游、4D动态仿真以及运维模块，其中BIM技术模型主要负责图形展示，施工现场三维漫游主要负责赋予参数将系统形象化发展，4D动态仿真以及运维模块主要负责将系统进行真实模拟仿真过程，最终进行数据维护[3]。
3.2 可视化模型架构体系
可视化模型系统主要将整体架构分为6部分，分别是应用层、模型层、平台层、数据层、接口层以及数据源，各部分之间紧密配合，通过对系统进行4D模拟优化，形成可视化架构模型，六者之间缺一不可，该系统的架构体系为基于BIM技术的广厦建筑结构可视化模型设计的实现奠定了基础，可视化系统整体架构如图1所示。
3.3 可视化模型功能模块实现
可視化模型主要通过BIM技术进行功能实现，实现过程主要通过Revit软件，该过程需要斜拉桥结构构建以及参数库等。完成场地模型构建后，特别构建了各个模型，其主要作用是为后续工作进行准备前期，实现了挂篮运动轨迹。通过对各个模型的调试，将挂篮施工定为运动轨迹，开始记录数据，完成实际运动轨迹。
4 基于BIM技术的广厦建筑结构优化设计
为保证建筑结构的精准度，须对建筑结构进行优化设计，通过三维模型与BIM技术的结合，将成本与风险降到最低。该过程以连廊为例，需要考虑多种问题，首先是脚手架的选择，应选择可以长时间支撑的加密脚手架。除此之外，还需要关注过程中出现的安全隐患问题，相关技术人员应具有极高筛选标准。另外进行混凝土浇筑时应注意防止漏浆现象，以免造成工期的延误。经过上述问题分析后，将BIM技术与Midas-Gen计算软件相结合，最终优化方案为取消双柱，将梁高固定位1.7 m，空间净含量高度增加1 m。经过优化设计后方案，使施工场地干净整洁，并较原来相比，有环保的优点，施工时间缩短至36周左右，提高了广厦建筑工程形象。
5 结语
BIM技术是近几年新兴起的技术，该技术是一种应用于工程建造等方面的数据化工具，也是一个设施建设项目物理和功能特性的数字表达，可以作为知识资源与建筑结构系统进行信息共享，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供了有效依据。BIM实现了各个部分的协同作业，为系统优化设计提供了技术支持，具有一定的研究价值。
[参考文献]
[1]敬耀辉，杨丹萍，施航.装配式建筑工程施工中BIM技术的运用[J].黑龙江科学，2020（2）：154-155.
[2]丛俊华.浅析BIM技术在装配式建筑中的应用[J].绿色环保建材，2019（12）：217-218.
[3]白庶，张艳坤，韩凤.BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析[J].建筑经济，2015（11）：106-109.
（编辑 傅金睿）
关键词：BIM技术;广厦建筑结构;可视化模型;ASIM
0 引言
我国经济的迅速发展带动了消费水平的提高，人们不再满足现有生活的状态，纷纷加入买房热潮，在很大程度上推动了建筑行业的发展。由于新技术发展的成熟，建筑行业的技术人员开始将BIM融合于建筑结构之中，颠覆了以往的固有模式。由此可见，基于BIM技术的广厦建筑结构优化设计方面的实现具有重要意义。
1 BIM技术的工作原理
BIM技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程数据库。BIM技术属于一种CAD绘图技术，可以应用于广厦建筑结构设计，主要借助工作数据库对建筑结构信息作数字体现。该数据库可以存储对广厦建筑的详细资料信息，很大意义上推动了建筑行业的进步，为建筑行业的深远发展奠定了基础。该数据库主要包含了建筑物构件的几何信息、专业属性以及状态信息，不但如此，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。通过建立虚拟的建筑工程三维模型，可以提高建筑工程的信息集成化程度，为建筑工程项目的相关利益提供一个工程信息交换和共享平台[1]。
2 基于BIM技术的广厦建筑结构信息模型ASIM集成框架设计
2.1 ASIM上层模型流程设计
建筑结构信息模型（Architectural Structural Information Model，ASIM）是基于DXY和BIM以及建筑规范的软件设计，三者之前相结合便是IFC数据模型的标准。完成建筑结构的建模过程，首先需要将IFC标准应用于建筑产品模型，完整的建筑产品模型包括绘图、材料、造价等信息，再将IFC文件经Express格式进行解析后与IFC工程文件格式（中性文件）并行转接至应用开发接口，也称为模型信息转换平台。模型信息转换平台包括C++翻译器、FORTRAN编辑器以及PKPM显示平台功能，其中C++翻译器是计算机程序设计语言，主要负责对文件进行编辑与翻译，形成看得懂的广厦建筑基本数据信息;FORTRAN编辑器为FORmula TRANslator的缩写，属于“公示翻译器”，是世界上最早出现的计算机高级程序设计语言，主要负责对隐含公式进行编辑翻译;PKPM显示平台负责显示功能，主要在CFG上显示操作者所提取的建筑对象信息。将提起的结构信息经结构规范后设计结构产品模型，将AutoCAD与PMCAD应用于结构产品模型，进行修改与荷载布置过程，并将结构产品模型通过程序语言进行分析过程形成结构分析模型，系统运作形成的模型数据库将对建筑结构信息进行存储与更新[2]。
2.2 ASIM集成框架设计
综上所述，将对ASIM集成框架进行设计。ASIM体系主要包括建筑信息模型、结构信息模型、节能信息模型以及其他阶段模型，而ASIM系统的集成框架阶段流程又分为其他阶段、节能阶段、结构阶段以及建筑阶段，系统体系分为应用体系、模型体系、转换体系以及数据库体系，其中由建筑阶段向其他阶段发展将应用体系分为建筑设计、结构设计、节能设计、以及其他阶段设计，其他体系与应用体系相类似，各个阶段的体系与阶段之间的信息交流将通过模型信息转换平台进行信息共享。基于BIM技术的广厦建筑结构信息模型ASIM集成框架设计继承了BIM模型的优点，可以将模型之中的子模型兼容并用。
2.3 ASIM信息转换平台
ASIM信息转换平台是集成框架中最重要的组成部分，主要负责整个体系的正常运转。该过程需要一个高效软件接口以及一个模拟信息转换平台，该平台的核心为IFC，首先将IFC格式工程文件通过转换工具输入IFC工程实体类，由此进行解析分析。分析完成后通过C语言进行程序编辑，优化完毕进行拓扑关系简化算法，数据映射后存储至数据信息库，将所得信息以图片形式提取至图形显示平台，最终由PKPM系列的PMCAD结构进行展示数据文件，形成建模软件开发。
3 基于BIM技术的广厦建筑结构可视化模型设计
3.1 可视化模型功能设计
可视化模型主要通过工程可视化仿真系统进行功能设计，该系统有4部分功能，分别是BIM技术模型、施工现场三维漫游、4D动态仿真以及运维模块，其中BIM技术模型主要负责图形展示，施工现场三维漫游主要负责赋予参数将系统形象化发展，4D动态仿真以及运维模块主要负责将系统进行真实模拟仿真过程，最终进行数据维护[3]。
3.2 可视化模型架构体系
可视化模型系统主要将整体架构分为6部分，分别是应用层、模型层、平台层、数据层、接口层以及数据源，各部分之间紧密配合，通过对系统进行4D模拟优化，形成可视化架构模型，六者之间缺一不可，该系统的架构体系为基于BIM技术的广厦建筑结构可视化模型设计的实现奠定了基础，可视化系统整体架构如图1所示。
3.3 可视化模型功能模块实现
可視化模型主要通过BIM技术进行功能实现，实现过程主要通过Revit软件，该过程需要斜拉桥结构构建以及参数库等。完成场地模型构建后，特别构建了各个模型，其主要作用是为后续工作进行准备前期，实现了挂篮运动轨迹。通过对各个模型的调试，将挂篮施工定为运动轨迹，开始记录数据，完成实际运动轨迹。
4 基于BIM技术的广厦建筑结构优化设计
为保证建筑结构的精准度，须对建筑结构进行优化设计，通过三维模型与BIM技术的结合，将成本与风险降到最低。该过程以连廊为例，需要考虑多种问题，首先是脚手架的选择，应选择可以长时间支撑的加密脚手架。除此之外，还需要关注过程中出现的安全隐患问题，相关技术人员应具有极高筛选标准。另外进行混凝土浇筑时应注意防止漏浆现象，以免造成工期的延误。经过上述问题分析后，将BIM技术与Midas-Gen计算软件相结合，最终优化方案为取消双柱，将梁高固定位1.7 m，空间净含量高度增加1 m。经过优化设计后方案，使施工场地干净整洁，并较原来相比，有环保的优点，施工时间缩短至36周左右，提高了广厦建筑工程形象。
5 结语
BIM技术是近几年新兴起的技术，该技术是一种应用于工程建造等方面的数据化工具，也是一个设施建设项目物理和功能特性的数字表达，可以作为知识资源与建筑结构系统进行信息共享，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供了有效依据。BIM实现了各个部分的协同作业，为系统优化设计提供了技术支持，具有一定的研究价值。
[参考文献]
[1]敬耀辉，杨丹萍，施航.装配式建筑工程施工中BIM技术的运用[J].黑龙江科学，2020（2）：154-155.
[2]丛俊华.浅析BIM技术在装配式建筑中的应用[J].绿色环保建材，2019（12）：217-218.
[3]白庶，张艳坤，韩凤.BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析[J].建筑经济，2015（11）：106-109.
（编辑 傅金睿）