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【摘 要】 对于一些空间、形体、性能及功能都相对复杂的建筑项目而言，如果没有BIM技术和三维造型技术的应用，很难完成。基于某马戏城项目中，业务的需求及建筑的复杂性要求下，设计团队选择了BIM技术，随着项目的开展，BIM在应用过程中，不但在技术方面发生了革新，在项目控制及设计方法上都有了变革，使建筑的精确度和预见性得到了提高，满足了业主的需求。
【关键词】 Revit平台；复杂建筑；BIM；应用
某马戏城总占地面积3.5公顷，建筑面积3.72万m2，建筑功能包含表演馆、动物驯养房、配套服务设施、办公公寓等几个部分，是该地著名的文化建筑之一。在建筑方案设计方面，设计理念来自马戏表演的效果，建筑造型与该地的自然景观与城市景观结合，建筑的独特性，也使得其自身具有标志性。主表演馆高度近50m，面积2.2万m2，建筑形态是通过空间曲线组合形成一个相互包裹的曲面将剧场围合在内。曲线外侧平缓舒展，外侧圆滑饱满，与餐饮、零售及售票厅等设施融合在一起。
一、马戏城建筑项目面临的挑战及解决思路
由于该马戏城建筑项目非常重要，建筑结构也比较复杂，在设计合同签订的过程中，业主也提出了明确的要求，要求设计单位必须要交付BIM成果模型，而且要能够按照模型进行施工指导。某建筑设计研究院在该项目中，完全实现了业主的这一压球，从设计方案到施工图，全部过程应用了BIM技术。
该马戏城项目在设计中主要面临的技术提站有：首先，以Revit软件作为平台，建立建筑、结构、电气、设备等三维模型；其次，将Revit软件建立的室内模型与CATIA软件建立的外幕墙模型结合在一起，构成建筑信息模型；第三，对各专业的定量计算与定性分析，全部采用三维信息模型辅助设计处理；第四，采用三维信息模型和分包设计单位进行相关技术的配合。在以上这些技术难题面前，项目组专门设立了BIM设计小组，在方案的初步设计与施工图设计中，进行了建立模型、优化功能设计、分析复杂空间、管线设计、幕墙设计等工作。
二、全专业BIM模型
项目设计方案阶段，将手工工作模型通过软件转换为计算机模型，借助计算机模型对设计方案进行曲线优化、造型推敲、面积控制、视线分析等，从而完成感性创兴到理性设计。
项目在处于设计与施工图设计阶段，首先将CAD图纸导入Revit软件中，建立项目全专业模型。将整个项目分为建筑结构、设备、电气、场地四大模块。其中设备模型包含给排水、暖通空调及消防系统，电气模型包含强弱电桥架等，通过Revit软件的各种功能，实现了对几部分模块之间的信息的更新。通过建立三维模型，使设计师更加之间的对复杂建筑空间进行准确的理解，有效的对二维设计中的不足与缺陷进行弥补，对施工直接进行指导，对设计意图也能够准确的表达出来。
三、外幕墙的表达与优化
因为该马戏城的表演馆外幕墙采用的是双轨曲面曲线的复杂设计，对方案进行优化设计的使用，采用CATIA软件建立模型，包含幕墙龙骨、金属板、结构圈梁、幕墙曲线及弧形结构柱等内容，再通过软件将模型导入Revit软件中，构成一个整体。建立幕墙模型滞后，首先要分析幕墙曲面的平滑度，主要的方法是不断的对生成曲线进行优化，最终获得光滑度交稿、无曲率突变的幕墙曲面，最后对曲率分区间进行统计计算，为深度优化幕墙曲面提供可靠数据。
按照整体建筑外观的效果图，对外幕墙曲线按照斜向菱形网格进行划分，通过对曲面面板最大尺寸与最小尺寸进行控制，依靠软件生成曲面划分，设计师在通过对多次划分以后的外观效果进行对比，从中选择出效果最佳的划分方式最终确定该划分方式。
在划分以后，每一个面板都是双曲板，并且每一块面板都有自己的特点，没有两块完全一样的曲面，如果根据划分的结果，直接进行面板施工，那么幕墙的实际施工成本会非常高。设计师通过软件，对每个去面板的角点和最高点到平面的距离进行计算，并确定最佳的优化程度，对60%的双曲面板进行优化，使其与平板无线接近，而其它的曲板则全部优化成单曲板，优化的原则是确保建筑整体效果不改变的基础上进行优化，最大限度的使工程造价得到控制。对软件信息统计功能进行利用时，要对幕墙的每一块面板先编号，然后定位坐标，材质、颜色、开洞尺寸、数量、位置等信息通过软件统计功能进行统计梳理，为施工提供了可靠的指导数据。
四、復杂空间设计中BIM模型辅助应用
对于马戏城剧场类建筑而言，其舞台、前厅、观众席下部等部位，其实都属于一些异性结构，比较复杂，这种结构在空间布置的可利用性和合理性都需要建立三维模型进行分析。由于马戏城表演馆的观众厅和前厅之间又一个弧形墙继续拧分割，在设计中期功能主要的阻隔之用，属于建筑结构的一部分，同时也是建筑造型元素之一，是前厅设计的亮点。该墙在定位过程中，受到多种因素的限制：第一，弧形墙一层平面位置的用途中，要确保零售、存衣、售票等商用功能的合理宽度；第二，在而空空间曲线的设计中，要满足观众走廊的高度与宽度，防止出现压抑感；第三，与外幕墙在交汇点出要设置在屋面结构下部。依靠Revit模型，可以生成多个剖面与平面的特点，设计师可以在最短的时间内获取满意的曲面定位，从而保证了前厅弧线墙的设计及空间效果。
对设计方案进行深化的过程中，对设备、结构以及电气等专业在进行设计时，需要应用到不同专业的分析软件，才能实现对建筑方案的定量计算与定性分析。而BIM模型最大的优势在于可以和其它专业的软件进行文件格式的转换，模型中大量的信息数据也能够被其它软件所读取，实现了数据的共享，防止了设计过程中，需要建立不同文件格式的模型，降低了工作的重复性，在提高了设计效率的同时，也降低了设计的误差率。
借助CAD软件将Revit模型导入到Fluent软件中对结构进行设计，包含建筑风荷载、风压分布的数值模拟，从而为幕墙与结构设计提供数据。通过诸多的结构计算软件，分析建筑主体结构的变形参数，通过计算结果，对Revit模型进行修正，从而建筑电气、结构等的优化设计提供依据。
对于一些复杂的结构节点部位，采用CATIA建模以后，将模型导入ANSYS系统中进行节点分析，根据分析的结构建立三维放样模型，不断修正二维设计效果。例如，在屋架钢架节点设计中，进行三维放样时，对五项内容进行了优化：将原设计中的一个支座该为两个支座；对灌浆孔的位置和尺寸进行了优化；对埋件角钢的数量、形状进行了修改；对穿筋形式进行修改；优化了钢筋弯折的形式，对钢筋的规格及排布方式进行调整。
五、结束语
由于建筑结构的复杂性要求，在设计中使用BIM技术是非常必要的，随着设计方案的深入，BIM技术在专业协作、项目管理及数据提取上的优势非常明显，为建筑行业的发展提供了可靠的应用平台，随着BIM软件的不断完善，该技术必定会推动整个建筑行业的技术进步。
参考文献：
[1]翟晓华.RevitMEP在电气设计中的应用[J].建筑电气，2009（8）.
[2]张吕伟.REVIT在脱水机房三维设计中应用探索[J].土木建筑工程信息技术，2012（2）.
[3]齐聪，苏鸿根.关于Revit平台工程量计算软件的若干问题的探讨[J].计算机工程与设计，2008（14）.
[4]严佳梁.基于BIM的复杂市政工程造价管理研究[J].建筑工程技术与设计，2013（7）.
[5]禹庆.天津国际邮轮母港客运大厦参数化设计及BIM应用回顾[J].建筑技艺，2011（1）.
【关键词】 Revit平台；复杂建筑；BIM；应用
某马戏城总占地面积3.5公顷，建筑面积3.72万m2，建筑功能包含表演馆、动物驯养房、配套服务设施、办公公寓等几个部分，是该地著名的文化建筑之一。在建筑方案设计方面，设计理念来自马戏表演的效果，建筑造型与该地的自然景观与城市景观结合，建筑的独特性，也使得其自身具有标志性。主表演馆高度近50m，面积2.2万m2，建筑形态是通过空间曲线组合形成一个相互包裹的曲面将剧场围合在内。曲线外侧平缓舒展，外侧圆滑饱满，与餐饮、零售及售票厅等设施融合在一起。
一、马戏城建筑项目面临的挑战及解决思路
由于该马戏城建筑项目非常重要，建筑结构也比较复杂，在设计合同签订的过程中，业主也提出了明确的要求，要求设计单位必须要交付BIM成果模型，而且要能够按照模型进行施工指导。某建筑设计研究院在该项目中，完全实现了业主的这一压球，从设计方案到施工图，全部过程应用了BIM技术。
该马戏城项目在设计中主要面临的技术提站有：首先，以Revit软件作为平台，建立建筑、结构、电气、设备等三维模型；其次，将Revit软件建立的室内模型与CATIA软件建立的外幕墙模型结合在一起，构成建筑信息模型；第三，对各专业的定量计算与定性分析，全部采用三维信息模型辅助设计处理；第四，采用三维信息模型和分包设计单位进行相关技术的配合。在以上这些技术难题面前，项目组专门设立了BIM设计小组，在方案的初步设计与施工图设计中，进行了建立模型、优化功能设计、分析复杂空间、管线设计、幕墙设计等工作。
二、全专业BIM模型
项目设计方案阶段，将手工工作模型通过软件转换为计算机模型，借助计算机模型对设计方案进行曲线优化、造型推敲、面积控制、视线分析等，从而完成感性创兴到理性设计。
项目在处于设计与施工图设计阶段，首先将CAD图纸导入Revit软件中，建立项目全专业模型。将整个项目分为建筑结构、设备、电气、场地四大模块。其中设备模型包含给排水、暖通空调及消防系统，电气模型包含强弱电桥架等，通过Revit软件的各种功能，实现了对几部分模块之间的信息的更新。通过建立三维模型，使设计师更加之间的对复杂建筑空间进行准确的理解，有效的对二维设计中的不足与缺陷进行弥补，对施工直接进行指导，对设计意图也能够准确的表达出来。
三、外幕墙的表达与优化
因为该马戏城的表演馆外幕墙采用的是双轨曲面曲线的复杂设计，对方案进行优化设计的使用，采用CATIA软件建立模型，包含幕墙龙骨、金属板、结构圈梁、幕墙曲线及弧形结构柱等内容，再通过软件将模型导入Revit软件中，构成一个整体。建立幕墙模型滞后，首先要分析幕墙曲面的平滑度，主要的方法是不断的对生成曲线进行优化，最终获得光滑度交稿、无曲率突变的幕墙曲面，最后对曲率分区间进行统计计算，为深度优化幕墙曲面提供可靠数据。
按照整体建筑外观的效果图，对外幕墙曲线按照斜向菱形网格进行划分，通过对曲面面板最大尺寸与最小尺寸进行控制，依靠软件生成曲面划分，设计师在通过对多次划分以后的外观效果进行对比，从中选择出效果最佳的划分方式最终确定该划分方式。
在划分以后，每一个面板都是双曲板，并且每一块面板都有自己的特点，没有两块完全一样的曲面，如果根据划分的结果，直接进行面板施工，那么幕墙的实际施工成本会非常高。设计师通过软件，对每个去面板的角点和最高点到平面的距离进行计算，并确定最佳的优化程度，对60%的双曲面板进行优化，使其与平板无线接近，而其它的曲板则全部优化成单曲板，优化的原则是确保建筑整体效果不改变的基础上进行优化，最大限度的使工程造价得到控制。对软件信息统计功能进行利用时，要对幕墙的每一块面板先编号，然后定位坐标，材质、颜色、开洞尺寸、数量、位置等信息通过软件统计功能进行统计梳理，为施工提供了可靠的指导数据。
四、復杂空间设计中BIM模型辅助应用
对于马戏城剧场类建筑而言，其舞台、前厅、观众席下部等部位，其实都属于一些异性结构，比较复杂，这种结构在空间布置的可利用性和合理性都需要建立三维模型进行分析。由于马戏城表演馆的观众厅和前厅之间又一个弧形墙继续拧分割，在设计中期功能主要的阻隔之用，属于建筑结构的一部分，同时也是建筑造型元素之一，是前厅设计的亮点。该墙在定位过程中，受到多种因素的限制：第一，弧形墙一层平面位置的用途中，要确保零售、存衣、售票等商用功能的合理宽度；第二，在而空空间曲线的设计中，要满足观众走廊的高度与宽度，防止出现压抑感；第三，与外幕墙在交汇点出要设置在屋面结构下部。依靠Revit模型，可以生成多个剖面与平面的特点，设计师可以在最短的时间内获取满意的曲面定位，从而保证了前厅弧线墙的设计及空间效果。
对设计方案进行深化的过程中，对设备、结构以及电气等专业在进行设计时，需要应用到不同专业的分析软件，才能实现对建筑方案的定量计算与定性分析。而BIM模型最大的优势在于可以和其它专业的软件进行文件格式的转换，模型中大量的信息数据也能够被其它软件所读取，实现了数据的共享，防止了设计过程中，需要建立不同文件格式的模型，降低了工作的重复性，在提高了设计效率的同时，也降低了设计的误差率。
借助CAD软件将Revit模型导入到Fluent软件中对结构进行设计，包含建筑风荷载、风压分布的数值模拟，从而为幕墙与结构设计提供数据。通过诸多的结构计算软件，分析建筑主体结构的变形参数，通过计算结果，对Revit模型进行修正，从而建筑电气、结构等的优化设计提供依据。
对于一些复杂的结构节点部位，采用CATIA建模以后，将模型导入ANSYS系统中进行节点分析，根据分析的结构建立三维放样模型，不断修正二维设计效果。例如，在屋架钢架节点设计中，进行三维放样时，对五项内容进行了优化：将原设计中的一个支座该为两个支座；对灌浆孔的位置和尺寸进行了优化；对埋件角钢的数量、形状进行了修改；对穿筋形式进行修改；优化了钢筋弯折的形式，对钢筋的规格及排布方式进行调整。
五、结束语
由于建筑结构的复杂性要求，在设计中使用BIM技术是非常必要的，随着设计方案的深入，BIM技术在专业协作、项目管理及数据提取上的优势非常明显，为建筑行业的发展提供了可靠的应用平台，随着BIM软件的不断完善，该技术必定会推动整个建筑行业的技术进步。
参考文献：
[1]翟晓华.RevitMEP在电气设计中的应用[J].建筑电气，2009（8）.
[2]张吕伟.REVIT在脱水机房三维设计中应用探索[J].土木建筑工程信息技术，2012（2）.
[3]齐聪，苏鸿根.关于Revit平台工程量计算软件的若干问题的探讨[J].计算机工程与设计，2008（14）.
[4]严佳梁.基于BIM的复杂市政工程造价管理研究[J].建筑工程技术与设计，2013（7）.
[5]禹庆.天津国际邮轮母港客运大厦参数化设计及BIM应用回顾[J].建筑技艺，2011（1）.