摘要：一體化協同設計是建築結構設計發展的主要趨勢，加強了各專業之間的銜接，使各方資訊交流更暢通，能減少建築結構設計缺陷，提高建築結構設計和理性與經濟性。本文從一體化協同設計的重要性入手，基於建築資訊模型及其特點，對建築資訊模型在建築結構一體化協同設計中的應用進行了分析。
關鍵詞：協同設計；建築結構；建築資訊模型；特點；應用
所謂的一體化協同設計，就是建築、結構、裝置等各個專業在同一個平臺上工作，設定專案中心檔案集體共享。這種設計方法將各專業緊密的聯絡起來，通過資訊共享消除各專業間的衝突，能優化建築結構設計。傳統建築結構設計中，各專業一般是分開進行的，易發生衝突，設計變更情況較多。建築結構採用一體化協同設計後，不僅能解決傳統設計方法的缺陷，還能提高結構設計的科學性，而建築資訊模型為建築結構一體化協同設計實現提供了技術支援。
一、建築資訊模型及其特點
（一）概念
建築資訊模型，英文簡稱BIM，是一種利用數字模型進行設計、施工與管理的一種新工具[1]，在建築、工程、土木工程等領域應用廣泛。
（二）特點
1、資訊具有整合性
建築資訊模型核心是資料庫，這一資料庫由計算機三維模型所構成，囊括建築建材、建築構件性質等物理資訊，建築結構空間關係、建築構件尺寸等幾何資訊，建築構件荷載、連線方式等分析資訊，供應商等製造資訊等[2]，與建築相關的所有資訊基本都包含在內，為建築結構設計提供強大的資訊支援。
2、工作具有可傳遞性
建築資訊模型應用程式支援工程資料之間建立實時的、一致性的關聯，使工具具有了可傳遞性。在工作可傳遞性下，設計者可利用建築資訊模型進行自動設計與調整，如果設計師修改了某項內容，建築資訊模型立即將修改反映至與之關聯的圖元中，自動完成各專業設計修改。
3、設計具有協同性
建築資訊模型作為一個以幾何學、建築學、空間關係、地理諮詢等資訊為基礎的新設計平臺，為設計、施工、管理等各方建立了一個溝通平臺，實時處理建築工程結構設計所需要的資訊，優化電氣照明系統、供排水系統等各專業設計[3]。特別是建築資訊模型有碰撞檢測功能，能根據各專業不同設計原則自動進檢測建築構件間的影響，極大縮短了設計週期。而且，也可以建設設計缺陷，提高設計質量。
二、建築資訊模型在建築結構一體化協同設計中的應用
建築資訊模型作為全新的設計平臺，為建築工程一體化協同設計提供了工具，使建築協同設計成為了現實。建築結構一體化協同設計要求各專業設計人員相互溝通、相互配合，協同完成設計任務。由於參與者多、專業複雜，應理順建築資訊模型在建築結構一體化協同設計中應用的具體流程，順利進行建築結構協同合計，提出建築資訊模型的優勢與作用。
（一）前期準備工作
建築工程結構一體化協同設計的關鍵是各專業設計師一起利用自個專業知識協同進行設計，達到並行設計效果。為做到這一點，正式開始設計工作前，各專業設計師必須全程參與專案資訊收集、整理，對建築工程專案資訊進行整合分析，做出條理化整理，實現資訊共享，支援協同設計。建築工程資訊包括地理資訊、設計條件、組織策略、建設規劃等，做出科學合理的設計決策。
（二）設計初步的施工圖紙
基於計算機三維模型所構成的建築資訊資料庫，設計者根據業主要求、各專業設計目標和原則、約束條件等設計初步的施工圖紙[4]。在初步設計階段使用建築資訊模型，幫助設計師利用一個數據模型建立多套設計方案，並進行多方面評估，優選出一個最經濟、最合理的設計方案，滿足業主和建築工程設計要求。如，從建築資訊資料庫中抽調相關資訊，包括可建空間、可建範圍、基地約束條件等，結合具體的約束條件進行建築工程結構模型設計，確定設計意圖，找到最佳的設計方案。
（三）施工圖紙細化
初步設計圖紙創建出來後，總設計師通過建築資訊模型將初步設計傳遞給各專業設計者，實現設計圖紙共享。讓各專業設計者從各自專業角度入手，按照各自專業的.設計要求、設計原則、約束條件等進行本專業設計，對建築結構的各部分設計進行深入的考量分析，細化建築結構設計。初步設計共享，可以採用圖紙連結方式，各專業設計者基於連結的圖紙進行各自專業設計，即並行設計，協同完成設計任務。建築資訊模型的很多軟體都具備這樣的功能，如AutodeskRecit軟體，可利用這些軟體輔助各專業設計者完成各自工作，達到協同設計木目的。如，結構設計時，結構工程師基於連結的圖紙，根據建築結構空間關係、建築構件的幾何尺寸等幾何資訊，以及建築材料等物理資訊，利用建築資訊模型中的設計軟體自動進行資訊分析，創設建築結構模型。然後，利用建築資訊模型中的碰撞檢測功能進行對結構模型進行檢查，分析結構模型正確與否、合理與否、經濟與否。然後，根據碰撞檢測結果調整結構模型。
（四）協同檢查
各專業完成各自設計任務後，利用建築資訊模型中的連結功能將本專業圖紙傳遞到整個專案模型中去，進行協調檢查與設計。在這一環節，主要目的是檢查各專業之間是否有碰撞情況，特別是細節部位，如結構樑、結構柱等。進行協同檢查與設計時，各專業設計者都要參與進來，從各自專業角度提出建議，優化結構設計，確保設計科學合理。在建築資訊模型技術條件下，對建築結構各部分進行協同設計與碰撞檢測，保持整個設計團隊與結構模型更新同步，能減少主觀的人為錯誤，提高設計質量。
（五）自動出圖
建築資訊模型具備視覺化、可出圖等功能，細化後的建築工程結構模型可以視覺化的展示在平臺上，如綜合結構構件圖、綜合管線圖、綜合結構留洞圖等，方便業主檢視。經過以上幾個步驟，得到建築結構數學模型，然後利用建築資訊模型將結構數學模型視覺化的展示出來，即出圖。建築結構圖紙包括平面圖、刨面圖、立面圖、三維檢視等。利用以往設計軟體出圖時，一旦圖紙中的細節有改動，就要按照程式人工方式的調整設計圖，不僅程式複雜，工作量也很大。但是採用建築資訊模型後，在工作可傳遞性功能支援下，設計軟體可根據設計者的修改對相應的圖元做出調整，不需要一項項的修改，不僅節省了工作時間，縮短設計週期，也提高了工作效率。此外，建築資訊模型可以出三維視覺化圖紙，與傳統設計軟體出圖的形式完全不同。以往設計軟體出圖形式主要是二維圖，如CAD，立體感不足，一定程度上影響圖紙檢視。三維檢視的立體感強，可以直觀的看到建築結構構造及各構件佈設，使業主更清楚瞭解設計意圖，檢視設計是否符合要求。
三、結論
綜上所述，建築資訊模型在建築工程一體化協同設計中應用，實現了建築工程結構協同設計，促使建築工程結構設計從分化設計向協同設計轉變，縮短了設計週期，提高了設計質量，進一步提高了建築結構設計水平。鑑於建築資訊模型技術的重要性，未來工作中應當加強該技術應用實踐研究，不斷積累應用經驗和成果，改進應用方法和程式，使之在建築結構協同設計得到更好的運用，充分發揮建築資訊模型的價值，保證建築結構設計合理。
參考文獻
[1]王勇，張建平.基於建築資訊模型的建築結構施工圖設計[J].華南理工大學學報(自然科學版)，2013，（03）：76-82.
[2]趙海瓊.建築資訊模型在建築結構一體化協同設計中的應用[J].電子測試，2015，（02）：81-83.
[3]熊殿華.建築資訊模型在建築一體協同設計中的應用分析[J].計算機光碟軟體與應用，2015，（03）：120+122.