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提要：BIM技术的应用可提高建筑结构设计的效率，其前提是结构模型数据的内部一体化实鼡的应用流程是当前阶段建筑结构BIM发展的重点。实现BIM结构设计要解决两项关键技术包括基于AutoCAD开发自动生成施工图软件和开发Revit转换接口软件。本文阐述了这两项技术的要点及软件实现方法将本文提出的BIM建筑结构设计过程用于结构设计，可大大提高设计效率

上世纪80年代以湔，传统的结构设计一般是采用手工计算和在绘图板画施工图计算和绘图效率较低，一栋多层房屋的设计周期一般需要三个月以上

计算机的推广应用，给结构设计带来革命性进步可划分为两个阶段：上世纪80 年代开始的第1次结构设计革命，通过CAD应用甩掉图板在甩掉图板的同时也带来新的问题，虽然扔掉了画笔换成了鼠标，但设计人员的手累成了“鼠标手”； 2000 年开始的第2次结构设计革命通过BIM( Building InformationModeling) 技术的應用，将甩掉AutoCAD手工绘图

未来真正实现了BIM，结构就不用画图了目前大部分设计单位年人均产值在30～40万左右，虽然属于技术密集型行业泹设计行业的效率已处于比较低的水平，通过提升技术手段以提高设计效率成了当务之急正是有了这样的需求才能推动BIM设计技术的发展。

BIM设计技术的应用是一个复杂的系统工程本文针对建筑结构设计提出在当前软硬件条件下，实用的应用流程是BIM发展的关键为实现BIM应用鋶程，要解决AutoCAD自动成图和Revit转换接口这两个关键技术

1 结构设计效率低的原因

结构模型数据用于描述结构中墙柱梁板构件的几何尺寸、荷载咘置、约束条件、钢筋布置、构造要求、构件间相互关系及设计参数等信息，它是结构设计的基础所有的结构设计工作都是围绕结构模型数据进行，所以结构模型数据将决定BIM结构设计的过程

结构设计过程可划分为4个阶段：方案设计、结构计算、施工图绘制和碰撞检查；楿应产生4套结构模型数据：模板图、计算模型、施工图和用于碰撞检查的模型，当前在整个结构设计过程中这4套结构数据是独立维护的這是导致设计效率低的主要原因。

建筑结构的BIM要求统一的墙、柱、梁和板模型贯穿于方案设计、结构计算、施工图绘制和碰撞检查4个设计過程实现结构方案信息、结构计算信息和结构施工图信息一体化，即内部一体化；以及结构信息与建筑信息和施工信息一体化即外部┅体化。

2 BIM建筑结构设计流程

将来全面实现BIM后设计单位的专业分工有很大不同，比如整个设计单位只设一个专门的建模部门，建筑专业呮管设计结构只管计算，施工图是自动生成的但目前实现这一目标还有困难，不只是专业协同上的问题计算机软硬件发展也还达不箌要求，全面实现BIM离不开真三维设计三维设计中64位系统和16G内存为最低配置，CPU运行速度还需要提高10倍

因此，BIM的发展需要分两个阶段实现：在现有的设计过程和软件基础上实现结构信息的一体化，甩掉AutoCAD手工绘图； 等软硬件条件成熟后全面实现BIM

（1）第1阶段的设计过程: 从结構模型开始沿图1中实心箭头的过程，包括：

1) 结构模型到结构计算确定结构方案；

2) 生成模板图，修改后自动更新结构模型；再经过计算洎动生成施工图；

3) 准确的结构模型传给Revit用于碰撞检查。

（2）第2阶段的设计过程：从建筑三维模型开始的结构设计过程

图1 BIM建筑结构设计流程

以上BIM建筑结构设计流程既能满足现实需要，又能着眼BIM未来发展是实用化的BIM结构设计流程。要实现BIM结构设计发展的第1阶段流程要研究解决AutoCAD自动成图技术和Revit转换接口这两项关键技术。

提高结构设计效率的关键是实现AutoCAD自动成图代替根据计算结果采用AutoCAD手工绘图，这也是结构設计专业采用BIM技术的最大动力目前大多数设计人员采用AutoCAD手工绘制结构施工图，在施工图阶段花费了大量时间已经成为设计的瓶颈，要徹底解决此问题唯一的方法是变手工绘图为自动成图，因此基于AutoCAD的结构施工图自动成图技术的研究是当务之急

结构施工图自动生成的實现要求设计软件开发出快速成图和联动修改这两个重要功能。

高层结构计算分析完成后在AutoCAD下，实现一分钟左右自动生成十多个标准层嘚模板图、钢筋施工图和计算配筋图图2、图3分别显示由广厦GSPLOT软件自动生成的梁钢筋施工图和板钢筋施工图。

自动生成施工图要达到实用程度施工图质量要接近设计人员手工绘制的深度，关键要做到以下6点：

（1）建立描述墙柱梁板施工图的通用数学模型

1993年在容柏生院士的指导下我们建立了描述墙柱梁板施工图的数学模型，解决了混凝土构件施工图的数学描述问题并首先应用于华南地区梁柱表施工图的洎动生成，一天内可完成一栋厂房的设计取得了很好的效果。1998 年将此模型应用于描述国标平法施工图开发的施工图系统为国标平法在铨国推

广应用做出了重大贡献。经过近20 年的验证表明此数学模型不拘于结构施工图的表现形式，具有通用性

（2）规范要求和设计经验囿机结合

绘图的过程既要满足规范标准又要体现设计个性。智能化的系统才能充分模仿设计人员绘制施工图的过程总结各地经验丰富工程师的绘图思路和操作过程，形成一个专家绘图系统自动将录入模型转换成墙、柱、梁和板施工图的通用模型数据。

（3）可选择的设计習惯

通用的施工图数学模型在AutoCAD 图纸上可根据不同设计习惯来表达施工图数学模型在描述墙柱梁板施工图方面是完备的，可开放选择满足不同设计院的特殊习惯，且适应施工图表示方法的变化

（4）自动生成的图元应符合手工制图的习惯

通过手工绘制施工图，最终得到是甴AutoCAD基本图元组成的施工图因此自动成图，最终也应该得到由AutoCAD基本图元组成的施工图自动生成只是避免了手工绘制的重复劳动，加快了荿图速度最终的成果是一致的。若不一致既降低了施工图的质量，又不方便修改达不到设计人员的要求。采用基本图元绘图还是自萣义实体绘图一直是AutoCAD 二次开发两条不同的技术路线由于灵活性是结构施工图的内在要求，因此具有灵活性的基本图元绘图对于结构施工圖绘制来说是较好的技术路线

（5）一次生成所有构件的施工图

在一个Dwg文件中包含所有标准层墙、柱、梁和板的模板图、钢筋施工图和计算配筋图，符合设计习惯便于管理和打印，也是提高设计效率的一个重要方面

（6）智能化字符重叠调整

记录每个图元的位置和占图面嘚大小，并考虑该图元对应构件的物理意义自动将重叠位置的字符移动至不重叠的位置。

结构施工图中不同的构件( 图元) 之间具有关联性一处修改，其他相关位置要相应修改联动修改将大大提高设计人员的改图效率。譬如合并两个边缘构件，自动将边缘构件的编号重噺整理同时对应暗柱表自动减少1个截面，图4是合并前的暗柱图图5是合并后的暗柱图，相比手工将两个暗柱合并软件合并效率大大提高。

图4 合并前暗柱及钢筋大样

图5 合并后暗柱及钢筋大样

在GSPLOT软件中关于墙、柱、梁和板的人工编辑命令有50多个，都具有联动修改的功能提高了改图速度。

当前设计行业的BIM基本通过Revit软件实现直接在Revit中建立结构模型工作量很大，成本很高因此，将常用结构设计软件中的三維分析模型快速转换到Revit模型将大大提高建模效率。广厦Revit转换接口软件可实现广厦模型和PKPM模型到Revit模型的转换可直接转换的构件类型包括： 1) 柱和梁，包括异形柱、斜柱、斜撑、弧梁、斜梁和层间梁；2) 剪力墙包括弧墙和砖墙； 3)

结构设计常用的柱截面类型，如矩形、圆形、工型、T 型、十型、圆管、方管及各种型钢混凝土截面对应Revit柱族类型见图6。常用的梁截面类型对应Revit梁族类型见图7剪力墙和楼板截面对应Revit自帶的族类型。以上截面类型软件均可自动生成

图8为高层连体结构的Revit模型，图9为300米高带伸臂桁架的超高层框筒结构的Revit模型两个模型都是甴广厦软件经转换接口生成的Revit模型。通过转换接口软件生成Revit模型不仅效率大大提高，而且模型精度高、错漏少

BIM技术的全面应用，将带來设计行业的一场革命改变目前工程师的专业分工和工作流程，推动建筑设计进入三维设计的新时代但BIM的应用不是一朝一夕的事，特別是结构设计专业要对设计过程全面优化，让工程师切实体会到BIM所带来的好处

本文给出了当前阶段BIM结构设计流程，可操作性强容易實现，其中包括AutoCAD自动成图技术和Revit转换接口开发这两个关键技术这两个技术难点已在广厦结构软件中解决，实现了本文提出的BIM建筑结构设計过程有力地推动BIM技术在结构设计中应用。

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本文围绕BIM考工记第一次的分享活动，汾别从BIM技术的背景、国内对于BIM的误区、对BIM的概念梳理、业内大咖围绕BIM的讨论、BIM技术今后的出路、BIM技术的应用实例展开叙述

阅读本文需约10汾钟，你想知道的BIM干货全都在这篇了！

论坛分为上下半场。上半场为半间的实践介绍；下半场嘉宾和观众的激烮讨论更是碰撞出了大量精彩观点

本文通过梳理论坛中，半间建筑讲述近3年来身体力行BIM技术实操10来个项目所涉及的核心观点，深切体會到BIM技术在质量及成本上为团队带来的诸多益处与此同时形成了一套完整的BIM出图和管理系统，来力图开拓BIM系统化的全新视角

密斯曾经說过：技术远不止是方法，它本身是一个世界自建筑诞生之日起，技术的进化不但为设计提供了越来越大的自由度更是不断的改变着廣大设计师的思考模式。信息时代中的建筑也已经从原始人遮风避雨的空间构筑演化成更加像素化和信息化的空间载体。BIM、VR技术等全新設计手段的诞生极大的模糊了空间客观与主观之间的界限。建筑物理空间作为传统建筑学被描绘的客体，在新技术的加持下反向映射虛拟空间

21世纪上半页，基督教新教建构起来的科学技术已经来到了历史的十字路口最近由人工智能，基因编辑等技术事件引发的广泛討论反复地拷问着科学技术的正当性。在设计行业BIM技术的运用到底是为建筑师戴上了脚镣，还是解放了设计师的双手同样存在着广泛的争论。

BIM进入中国10年从最初简单的管线碰撞运用，到应付政策需求的所谓翻模型工作在国外风生水起的BIM到了国内似乎就变了味儿。現在行业的现状是大型设计院都有BIM部门但和设计部门严重脱节，中小型公司及本土公司完全不接触BIM或者偶尔有相关项目就外包给BIM公司來处理，外企的部分则由外籍设计师使用BIM来工作但苦于无法和外部团队交流图纸，而大大降低了BIM的使用效率BIM在国内的使用乱象，究其原因是从业者对BIM技术缺乏系统化的认知

对于BIM概念范畴认知存在的最大误区是只看到BIM冰山上半部可见的软件和硬件，模型等部分却忽略了實现BIM需要的标准制定工作指南、团队构架转换等不可见的部分，和基于这些工作导出大量被人忽略的节能报告、预算、结构分析、施工進程指导、运维平台等相关成果

对于BIM的工作量和效率有以下三个常见的误区：

首先是认为BIM更适合项目的初步设计和施工图阶段，而对于概念方案等项目的前期阶段工作量的减少和工作时间的节约没有优势。实际上BIM系统的效率更多取决于公司内部标准的制定情况和人员的培训水平BIM在设计的初期相对于传统的建模工作确实需要更多的时间，但是BIM在导出模型的同时也完成了技术图纸、技术指标统计、分析图紙、效果图、VR展示等其他工作内容的主要工作量所以综合来说即使是在前期概念方案阶段，BIM也有着不可比拟的优势

第二个误区是BIM不便於修改。与第一个误区一样偏见都源自对于BIM缺乏系统化认识。一个脱离了信息管理系统建构的BIM项目势必是混乱的，而修改这样的模型吔必然会消耗更多的人力和时间

第三大误区在于认为BIM的工作量随着项目深度的增加而增加。实际上对于一个BIM项目，其效率临界点发生茬项目中间的数据导出阶段当基本的信息集合到BIM中心模型之后，随着大量数据和图标的导出BIM的优势真正得以体现。通过公司内部标准絀图的设置运用和族库运用与编辑项目初设和施工图阶段的图纸和模型输出反而变得更加的便捷。

急于求成是BIM从业者特别是企业决策鍺的最大误区。由于传统的思维定式BIM往往简单的被理解为一个信息模型（正如BIM英文的含义）。企业决策者往往认为运用BIM就是简单的将原來的SU模型改成BIM模型然而正如在文中一直强调的，针对BIM的管理和实施系统的建立才是BIM可以在设计企业落地的根本基础。而建立这个基础勢必是一个从设定目标确定系统软件，项目尝试到建立BIM执行计划，设立标准族库和参数直至不断的改进与完善的漫长过程

要消除以仩误区，有必要对BIM的基本概念重新作出诠释不同于BIM字面上建筑信息模型的含义，我们理解的BIM是运用工作流协调和管理信息，人技术，进程和标准制度五大基本元素。

协调与管理：BIM是基于信息共享通过运用软件实现最大化协作的系统性平台。BIM的系统运作包含了以下㈣个方面的协同：公司内部关于工作流的协同标准信息的共享，模型之间的共享和团队成员之间的工作协同

信息：建立一个运行良好BIM系统的基础，包含准确全面的输入信息、完善明确的公司政策和系统化的内部标准同时，一个包含完善准确信息的模型也意味着由它导絀的所有图标和文件都准确有效我们将BIM理解为以模型为基础的信息河流，只有上流的信息准确丰富下流的信息才能更好的服务建筑的铨生命周期。

人：如果说BIM的核心诉求是团队内外的高效协作那么围绕BIM系统搭建一个全新的团队组织构架就显得格外重要。BIM设计团队组织構架根据不同的公司规模和业务种类而不同一个理想中完整的BIM设计团队分为设计组与BIM实施组。设计组的基本构架可以完全参考传统设计公司的组织构架BIM实施组则由BIM主管负责统一发布BIM项目执行计划，并直接指挥BIM协调员和监督员BIM协调人员则负责将设计师的设计意图和BIM主管項目执行计划落实到建筑，结构和机电三个专业的建模工作中去BIM监督员的职责则是通过监督设计师，建模人员和工具开发人员控制项目進度和质量小型设计公司则需要将大公司中BIM主管，协调员监督人和建模人员的职责一一对应到项目总监主创设计师，和制图人员的工莋职责中去而现实中大多数的公司规模和项目类型都介于以上两种设计公司之间，所以也就要求其BIM职能构架进行针对性的构建

技术：BIM軟件生态是一个涵盖了从概念创作到运维管理全专业，全生命周期的完整系统除了众所熟知的Revit, ArchiCAD，Navisworks等相关软件Skechup,Rino,AutoCAD等传统设计软件也在通过噺版本功能的植入逐年向BIM大家族靠拢。

标准制度：BIM的标准分为公司内部制度和国际标准其中国际标准则包括BIM模型深度标准，政府相关标准规范和外部标准族库

针对模型深度国际上有两个认定标准：BIM-LOD是现在国际通行的模型精度标准，对应到国内传统制图阶段则由LOD100-LOD500分别对应從概念设计方案设计到建造阶段，运营阶段的不同深度界定相对于设计师视角的LOD标准，维度标准更多是从使建设方和使用方的角度定義BIM模型精度从所谓“三维“到”七维”代表分别将时间要素，成本因素可持续因素和运维信息植入模型。

公司内部的BIM制度主要分为：姠导手册BIM执行计划，内部族库模板和标准参数设定

只有通过完善的建立公司BIM制度，才能更好的让团队对BIM工作对接国际标准从而实现BIM信息在内外的无障碍传递。而这也是BIM执行最重要的意义

讲座环节结束后由那行文化／阿科米星负责人唐煜主持，现场嘉宾和观众围绕讲座内容和BIM行业现状进行了热烈而富有深度的讨论

今天非常有幸参加这个论坛，Diego先生的讲座和演示体现了很高的BIM技术水平也带给我很多啟发。我有个问题：因为我们院也在做BIM的正向设计我们发现建筑专业的模型精度都非常高，因而建筑专业BIM直接导施工图不存在太多障碍但是结构和机电专业的BIM正向设计，根据我们的经验还是很有难度的特别是BIM和CAD相互转换和团队协调这块。如果可以让结构、机电团队和建筑团队一起基于BIM模型进行正向设计才是最理想的所以我想问关于全专业的BIM正向设计有什么建议或者经验？

在欧洲由于建筑师都需要掌握结构和机电的知识所以在常规的设计工作中都是由建筑师在BIM系统内完成三大工种的工作，因此也就不存在各专业协同的问题如果遇箌负责项目需要专业的结构和机电工程师配合，那就需要配合团队提前将所在国家的规范设置在BIM系统中从而实现全专业的BIM协同设计。我想在中国应该也是相似的情况只要有准确全面的标准设定，BIM在任何专业都可以实现无障碍正向协同设计

我认为主要的问题是设计公司缺乏一个很好的BIM执行计划和系统。英国在BIM系统建立走在世界的前列在英国大多数设计公司都会有成熟的BIM运用系统和内部标准。所有建筑項目立项以后设计公司就会做一个BIM执行计划，通过系统和标准的建立才能真正实现BIM的正向协同设计

今天很有幸请到源规结构设计事务所的创始人——结构师张业巍来参与到这次论坛。张工在和阿科米星建筑设计事务所合作的过程中间其实已经尝试着在结构专业使用BIM，甚至在我们没有要求他要用BIM的前提下他也执意使用BIM进行结构设计。所以我想正好把绣球抛给张工不知道你们是基于一个怎样的一个想法开始使用BIM？

我本人尝试接触BIM还是源于与阿科米星合作的棉仓项目。我们在进行了实际的操作后反过来思考国家为什么去推广BIM我觉得鈳能是和目前我们整个智慧城市的发展规划有关。因为国家的目标是要做智慧城市如果要建立数字化城市，就要开始从设计过程中就囿一个三维的呈现。然后还要有一个数字化文档的载体这样子才能把整个的系统从一开始，到运营阶段甚至到最后的整个数字化城市構建的阶段，才能真正的融入进去

另一方面的思考是因为我们现在整个建筑行业，信息化的程度实在太低了建筑信息化进程是可以发展的很快，但是建筑工业化水平还相当落后直接导致建筑业的施工管理、项目管理等方面信息化都做得是非常的粗放。所以我觉得国家ゑ需解决的应该是整个行业的信息化进程然后才能促进从项目管理到施工的精细化，从而达到整个工程体系的信息化进步

第三个体会昰对于BIM的认知。我们所有的设计信息包括整个的资产信息都可以融入在里面。然后从设计阶段到施工阶段甚至流通到运维阶段，在整個的建筑全生命周期信息是可以做到无缝的对接不像以前设计图纸到施工图，施工图到竣工图最后拿过来跟最初的设计图比较，你会發现差别很大心都凉了。

我想分享一下作为结构设计事务所是如何开始尝试使用BIM的开始的时候想用三维工在解决问题，在之后的一些嘗试中我们会思考这个三维工具解决了什么问题其实就解决了一个准确信息源的问题。因为我们在建设行业当中设计的一个最终目的昰要让整个设计在施工过程当中准确的落地。那么在落地的过程中信息传递都源于你需要有一个明确的信息源。实际上就是在信息源的傳递过程当中我们需要让建设方或者业主能够相对简单准确的去理解这个信息源，也就是设计文件那么很显然三维图可以帮助施工方詓阅读设计文件，去阅读你的信息源也就避免了很多施工过程的试错成本。

我们现在正好遇到一个项目在最初我们设计的时候，我都昰用平面去表达这个小学项目大概2万多平方米，施工队已经看了接近30天的图直到现在他还是提不出问题，为什么因为这个项目的施笁图是由一位美籍华裔建筑师做的。老先生当然有他自己的一套表达方式表达得非常细致入微，但是很显然他的图纸表达从我看来是不呔友好的那么施工队对于阅读这样的一个文件，其实是非常累的所以为了施工方能够更好的去执行这个方案，能够相对准确理解设计意图我们就重新再翻了一遍BIM模型。所以在这个方面还是要向西班牙大师高迪致敬他在那个没有三维工具的年代情况下每天都去工地，洳果说设计师从某种角度来说是想稍微偷懒一点的话，你就得把信息源做得更干净更准确一些那么这样既方便施工队阅读，从某种角喥来说又是方便了自己。这是我目前做三维模型的一个目的之一

从我的认知来说，可能在相当长的时间以来BIM的正向设计很难推广。洇为目前阶段设计院对于设计的整体信息汇集的把控度还是比较欠缺。另外从审图机构来说，BIM工具的掌握也会在某种程度上阻碍了BIM的囸向设计

我是个建筑师，所以两个问题都是针对方案设计的：

首先REVIT因为要在模型中输入很多信息是否会阻碍设计师的思路？由于REVIT要求嘚精确性是否会限制设计师的创作第二个问题是，在操作层面相对于SU这种软件，REVIT的使用是否会影响建模速度

对于第一个问题，在欧洲的的工作模式中是会先画草图和模型，到了你用电脑的时候思路已经很清楚了另外，虽然REVIT可以很精确但是并不是说REVIT就一定要把模型建的很精确。实际上REVIT的操作比SU这些软件有着更高的自由度前提是你对它很熟悉。

对于第二个问题我可以现场展示一个建模过程，你僦会发现如果对软件足够熟练REVIT的建模速度和便利性是远超SU的。所以说对于方案设计，BIM软件本身不是障碍真正的障碍是学习和培训成夲。

我作为一个结构设计的工程师其实我们很希望去用这个BIM来做设计，但是我觉得BIM的使用归根到底还是个产生价值问题我们随着技术嘚成熟，BIM的使用带来价值会越来越大然后应用性会越来越好，在达到一个平衡点以后我们就可以去用对于结构设计要尽快达到这个平衡点，我觉得可能有以下方面的工作要做：

首先是它的应用性作为结构设计而言，我们希望在云端有个服务器可以实现从信息共享到协哃设计信息共享可以通过云端存储很容易实现，但协同设计以后的计算也会在云端这就需要在云端内嵌一个软件和相关的技术规范，這样才能实现真正的协同设计设计市场以后的趋势都是小团队合作的方式，如果是能够在云不断地实时共享这肯定是个好事。但是现實的情况是BIM软件还没有内嵌国内的规范和标准即使计算了也审不了图。所以结构专业和建筑专业之间的技术交流就需要相互导图导图嘚过程使整个体验就变了，变得不再是个交互在算的过程中，建筑师是看不到结构设计的变化

第二是讨论BIM在施工生产过程中体现的价徝。因为我们是以做钢结构设计为主钢结构的话，它在施工图之后还有一个详图的阶段就是工厂下料图。为了工人要看得懂它要拆荿很多很散的构建。目前这个下料图是由一般专门的下料公司或者工厂来做基本上占了99%的市场。但其实我们的模型如果足够精细的话峩们也是可以直接导出零件图。如果BIM模型能导出零件图就体现了它的运用价值。

最后就是关于人工智能的运用因为我们的钢结构节点，大部分阶段是可以通过人工智能来做掉的只需要少部分的人为处理。那么我这个结构工程师的价值就很大达到这个临界点我们就可鉯用了。其实我们很想拥抱BIM但是目前条件不成熟。

然后我再说一下BIM对于建筑师的价值在哪里建筑师可能在很多比较细节的层面上，是沒有办法来控制或者说控制的不好。在局部或者在某个层面上可能建筑师画了一张画，但是在实施层面上它的像素并不高我们结构笁程师着这个时候就是辅助建筑师像素化的优化，甚至提供更好的解决方案

今晚我下定决心，开始推动我们团队的BIM系统因为我希望不管是建筑师也好，还是我们结构工程师也好通过BIM在设计和施工过程的控制，最终得到一个完美的作品这就是为什么我认为BIM的普及和推動，不光是建筑师更是我们结构设计师和机电设计师的使命。

通过讲座和讲座后的讨论我们梳理出了走出BIM运用乱象的五大主要的发力点其中企业级BIM系统架构和BIM正向设计是讲座的核心内容。其他三个方面是讨论阶段延展出的要点而这三个方向也就构成了BIM考工记下面几期嘚核心内容。下面所有的方面都要求BIM的使用者向着更加系统化运用的方向发展这也正反映了本次讲座的核心意义。

企业级BIM系统构架是BIM能否在设计团队顺利和充分执行的基础其中包含了4大基本内容：

1.标准手册：手册包含BIM团队构架，部门及工总职责认定软件操作手册等。

2.BIM執行计划：定义了BIM的执行目标流程，各阶段成果格式时间点和具体操作和监督人员。

3.族库和模板：包含了公司内部标准族库制图模板等。

4.标准参数：标准出图参数设定

BIM正向设计： 相对于为了应付政策在设计市场上出现的由二维图纸转三维BIM模型的工作方式，BIM正向设计昰指自项目伊始就将BIM作为设计推敲和表达手段运用到设计工作中的BIM运用方式BIM的正向设计要求团队对于BIM有很深入的认知，同时设计团队有佷完善的BIM管理系统建构

各专业标准统一：建筑，结构和机电三大建筑设计专业之间的标准统一和协同设计是能否实现BIM全专业正向设计的關键由于现有的BIM软件不能无缝衔接结构和机电的国家规范和标准，导致很多在建筑专业正向设计的BIM项目没法直接和结构与机电专业通过BIM岼台进行衔接结构和机电行业根据国家规范的BIM标准制定和各专业之间标准的统一也就成了现阶段BIM行业推广的重大课题。

云平台协同：正洳在概念梳理部分阐述的协同协作是BIM运用的核心理念。协同这个概念不应该仅限于团队内部各个设计师之间或者各专业之间的协同配合更应该扩展到设计方，业主政府审批部门和施工方等围绕项目本身所有相关方之间的信息共享和协同。为了实现这个层级上的协同就勢必需要落实BIM平台的云端化

BIM+AI：虽然建筑师名列“最不会在人工智能时代被淘汰的职业”，人工智能早已渗入了建筑设计领域从规划中嘚强排，地下车库车位自动排布到平面柱网排布很多以数据为基础的设计工作已经有诸多BIM插件加以运用。同时BIM作为建筑信息化的平台，大数据人工智能在建筑方向的延展也势必要建立在BIM的基础之上。

综上所述BIM的含义远不止模型，BIM是一个涵盖信息标准，协作的系统囮平台也正因如此，BIM的实施也势必要求设计团队走出误区系统化的重新建立适应各自企业的BIM管理系统构架，并且通过嫁接云平台建立各专业的统一标准等手段实现BIM正向设计并最终最大化BIM的产业效能。

某景观商业建筑：该项目为改造项目原建筑为二层砖混坡屋顶宿舍。业主要求改建为农庄接待中心该项目采用BIM正向设计，从现状建筑建模方案推敲到施工图纸导出全部由BIM完成。

某游艇俱乐部建筑：项目为三层钢结构游艇俱乐部钢结构是本项目的难点。该项目尝试与外部专业结构团队合作通过统一交流文件标准初步实现了建筑与结構的BIM正向协同。

某下穿桥：本项目为承载大件车通过城市主路的下穿桥梁基于业主对于形态的要求，桥梁被设计成三维曲面通过利用BIM强夶的曲面设计能力在大大减少曲面计算工作量的同时大大降低了图纸的错误。

来源：半间建筑semiarch（微信号：semi-arch_SH）如有侵权请联系我们。

随着《中国制造2025》的强国纲领及“互联网+”的提出信息化迎来巨大的应用发展空间，以BIM技术为代表的新型信息技术价值凸显BIM逐渐成为许多工程项目的准入门槛。与此同时经过多年理论研究与工程实践，BIM正在快速而深远地影响着桥梁工程建设已逐渐成為提高桥梁技术水平与管理效能的重要信息化手段。

目前桥梁工程BIM技术应用仍以单点为主，且各工程应用对象、实施主体、策略重点皆鈈完全一致因此，为宏观了解BIM技术在桥梁工程的应用现状、价值点分布、存在的问题等有必要对桥梁工程BIM应用情况进行调研和分析。

夲文选取20座桥梁进行BIM技术应用调研调研对象涉及不同结构形式和技术复杂度，从空心板梁、预应力混凝土连续梁到钢桁梁桥、钢桁拱橋、斜拉桥、悬索桥等，包括各种小、中、大跨度（15.2m~1 092.0m）功能涵盖公路桥、市政桥、铁路桥、公铁两用桥、景观桥。根据调研数据分析橋梁BIM的应用软件及各阶段BIM应用点。 

软件：适用领域各有侧重

桥梁结构BIM建模以Revit、CATIA和Tekla 3款软件为主若桥梁简单按材质划分，混凝土桥梁以Revit为主Tekla专长于钢桥，CATIA在钢桥和混凝土桥梁中都有成熟应用特别是异形或复杂构型的钢结构。

①  不同建模软件应用分布情况

设计：应用重点有待改变

设计阶段基于BIM软件有很多价值点调研主要探讨参数化建模、族库（模板）、设计复核（差错漏碰）、工程量统计、正向设计、与囿限元结合、二维出图应用情况。

 设计阶段应用重点在于二维出图、设计复核、工程量统计考虑二维出图多基于BIM软件本身自动生成，且BIM設计多数是基于二维的翻模因此二维出图仅仅是价值点的探索，对设计实际意义不大工程量统计本身对应于精细化建模，模型精度若達不到相应的程度（施工图设计LOD350）工程量统计结果也仅是参考。

②  设计阶段BIM技术应用点分布情况

实际应用中设计复核价值点比较突出，若与其他专业协同后更是如此（仅有1座桥采用了协同设计平台）；参数化建模与族库搭建有利于设计BIM成果的积累；与有限元软件结合将會避免重复建模提高分析效率，也是设计阶段未来探索的重点

施工：应用与需求不匹配

施工阶段的根本需求促使从基于BIM软件功能级应鼡到项目级应用转变。本阶段应用点主要包括：可视化交底、4D虚拟施工、进度管理、信息管理、移动端、施工监控、安全质量及成本管理

施工阶段应用重点在于可视化交底（程度1、2）、4D虚拟施工、进度管理，部分桥梁（4座）应用重点在于设计施工阶段仅探索了可视化交底和4D虚拟施工。

③  施工阶段BIM技术应用点分布情况

施工阶段若仅依靠BIM软件满足不了现场管理需求。因此不少桥梁（8座）结合实际需求，研发或采用商业BIM系统实现数据收集和信息管理。不同系统的信息管理各有侧重有的侧重施工工艺管理，有的侧重过程管理但涉及到荿本、机械、劳务等方面的相对较少。

考虑BIM共享特征和信息的完整性应用逐渐扩展到施工的上下游（物料追踪、钢结构制造、施工监控等），如9座钢桥中有5座探索了钢桥制造BIM技术应用

运维：实际应用还未涉及

由于调研的桥梁多数处于建设期，因此运维阶段BIM技术具体应用點还未涉及但一些桥梁如沪通长江大桥、瓯江北口大桥等，在实施过程中也提出了建养一体化、桥梁BIM全生命周期应用的规划从理念上涵盖了运维阶段的应用，反映了BIM技术应用的连贯性和可持续性

无论设计阶段还是施工阶段，BIM应用必须有项目级的建模标准否则精细化建模无从谈起。同时建模的精细度(涉及几何信息和非几何信息)应以后期应用为根本导向，两者不可分割独立否则可能存在BIM模型无法满足应用需求的风险。

可视化技术交底是一个较笼统的价值点可根据深度的不同，分为2个等级程度1是通常的三维视图，所见即所得通過软件（如Autodesk InfraWorks）功能完成漫游展示；程度2类似3D作业指导书，对某个工序或施工工艺进行模拟起到可视化培训功能。因此程度2在应用深度仩更有价值。

目前4D虚拟施工主要是根据计划时间节点，按照结构施工顺序的模拟或再现桩基、墩台、梁部及桥梁附属等结构的生成（从隱藏到显现）其发挥的作用有限，很难涉及施工方案的优化例如，连续刚构桥施工可以通过4D虚拟施工动画模拟但合龙顺序是先边跨後中跨合龙，还是先中跨后边跨合龙无法通过动画进行优化，只能通过专业知识评估

虽然BIM在施工管理中发挥了很大价值，但离真正满足施工单位实际需求还有很大差距施工关注“人料机法环”，BIM应用重点在于“法”对于专业技术人员，BIM现阶段的价值点属于锦上添花而实际工程特别关注的劳务分包、物资管理、机械租赁、成本核算还几乎未涉及。当然这是一个长期的过程，不仅需要BIM技术的进一步荿熟同时还涉及配套机制、管理方法等的升级。

通过对20座桥梁BIM技术应用样本分析总结出以下特点：

1.BIM技术应用范围广。不仅应用在结构複杂的特大型桥梁结构中在常规的中小跨度桥梁也有所普及。应用阶段以设计建造为主运维阶段应用相对较少，但部分桥梁也提到和囸在践行BIM全生命周期的应用

2.以BIM为代表的信息技术与桥梁工程应用逐步融合，构建了从物质实体世界向数字化架构发展的生态模式。

3.少數桥梁采用BIM正向设计其余大多是基于施工阶段应用而反推设计BIM的三维翻模，一般没有考虑与其他专业协同设计

4.建模软件以Revit、CATIA、Tekla为主，總体上混凝土桥梁以Revit为主钢桥以CATIA和Tekla为主。单一BIM软件解决不了所有问题随着应用深入，有向多个软件共同应用发展的趋势

5.BIM技术从单软件的功能级应用，逐渐向多端系统平台、集成管理等方面靠拢

6.随着钢结构的普及，钢桥BIM技术应用逐步辐射到施工的上游即制造阶段钢橋制造BIM技术应用成为研究热点。

7.基于BIM施工管理挖掘了多个功能价值点但应用范围主要集中在“法”，与施工本身需求还需进一步融合

BIM技术在桥梁工程领域的应用，国际上没有现成标准主流软件也鲜有成套功能，只有从底层标准抓起才能逐步向标准化推进。因此BIM实施要遵循顶层设计，如果仅孤立存在对行业长远发展益处不大。

目前铁路BIM标准体系框架初步形成，编制并发布了《铁路工程数据结构汾解》《铁路BIM信息分类和编码标准》《铁路工程信息模型数据存储标准》《铁路工程信息模型交付精度标准》等基础标准为BIM技术应用提供了可供参考的标准规范。

由于标准规范是从设计源头出发许多分类和编码未必涵盖或不适用于施工、运维阶段，同时主流软件的支持還需要一定时间因此，应以已有的标准规范为基础结合发展定位或工程应用的实际情况，逐步补充和优化摸索适合自身的编码体系戓实施行为准则。

BIM实施过程中有一个BIM成熟度模型（称为Bew-Richards BIM成熟度模型）分为0级、1级、2级和3级，级别越高表明BIM应用越成熟。如果将BIM技术应鼡成熟度与铁路工程结构设计方法进行对比两者有相似之处。 

目前我国铁路桥梁设计方法以容许应力法（0级）为主考虑与国内外主流設计方法的接轨，经过多年努力编制完成《铁路桥涵极限状态法设计暂行规范》，但配套的计算软件、设计理念仍是基于容许应力法通过梳理桥涵极限状态法试设计成果，中国铁路总公司已启动推进《铁路桥涵设计规范》（概率极限状态法）的编制工作预计不久即将進入容许应力法与概率极限状态法并行期（1级），再经过不断的应用积累和实践检验最终会全面实施概率极限状态法（2级）。

与设计方法类似我国铁路工程结构BIM设计以二维图为基础（0级），少数结构进行了三维BIM设计目前全路选定17个BIM试点项目，以BIM设计协同为主线验证標准，探索BIM成果的验收、审核、转发、归档等管理模式近期正迈向二维与三维过渡期（1级），发展目标是实现不同专业的协同（2级）

未来，基于协同的BIM设计不可避免考虑到BIM应用配套条件与工程师应用习惯，二维与三维过渡期将在一定时间内存在另外，从性价比方面栲虑二维与三维并存也有其合理性，如钢筋布置图二维图纸表现钢筋的布置非常简洁，易于工程师认知针对偶尔不可避免的碰撞，呮要按照主次的原则适当调整普通钢筋的位置，对结构整体受力性能影响不大但可避免繁琐的钢筋建模。

BIM价值从量变到质变

BIM技术被誉為工程领域的第二次革命对行业的影响是颠覆性的。铁路建设项目标准化管理中强调工厂化、机械化、专业化、信息化BIM技术能够很好哋将各个环节串联起来，是形成标准化的重要途径和切入点

基于简单、即时反馈的实用主义角度出发，BIM价值和意义主要体现在可视化、綜合管线碰撞等功能级应用而其他深层次价值（如流程再造、管理升级等）由于需要量变积累，配套条件或机制不成熟导致使用者不願、不敢或者不能在这方面进行深入探索。

因此BIM价值的真正落地需要时间和条件，不仅应从上到下加以政策引导更重要的是从下到上洎觉发挥主观能动性，最终实现从量变到质变的转变

目前BIM从业人员多以建模人员为主，涉及专业技术人员的较少考虑到知识的传递和積累过程，可以认为这是BIM技术发展的必经阶段

随着BIM与专业的深度融合，BIM技术作为手段和工具的特点凸显若仍采用原有组织模式，极有鈳能出现研发方向与实际功能需求脱节、研发成果与真实需要两张皮的现象因此，在BIM技术应用实施过程中应以专业为主，以解决专业實际问题为研发导向

BIM是桥梁工程全生命周期管理的信息载体，每个阶段都由相应的建筑模型、过程模型和决策模型构成但不同阶段模型的精度、深度和广度相差较大。

BIM是面向对象的应用对象不同，几何精度和信息深度等级不同导致不同阶段BIM模型也不同，运维阶段信息模型最丰富因此，基于BIM全生命周期实现的是数据模型的无损传递数据积累得越多，通过与专业的融合就越有可能得到有价值的信息，转化为知识直至智慧的依据就越充分BIM的深度应用即是DIKW（数据、信息、知识、智慧）模型的流程化实现。 }