BIM技术的使用可以有效地打破各个专业的专业壁垒，搭起一座联通各专业“信息孤岛”的桥梁。目前，BIM在国内设计工作的推广应用过程中，建筑专业走在了前面，建筑设计工作基本能够在BIM系统中完成，同时BIM技术也常常应用于管线碰撞检查和施工模拟，在水电、暖通等专业中BIM技术也有了不同深度的作用。作为建筑设计中不可或缺的重要一环，结构专业对BIM的应用相对较低，结构设计的“信息孤岛”现象无法得到妥善的解决，BIM建筑模型与结构模型之间的桥梁没有完全建立起来。因此，完善BIM技术在结构设计中的应用，补齐建筑设计应用BIM的短板，是结构专业急需解决的问题。

传统的设计模式通常是以下形式：建筑师将自己的设计成果以二维建筑图纸的方式交付给结构工程师和其他专业设计人员，结构工程师根据二维电子方案描述的建筑物信息，在结构专业分析设计软件上创建或导入二维轴网，在轴网基础上创建结构构件、连接节点、设置荷载边界信息等步骤创建结构模型（此模型按照结构概念创建，相对粗糙），然后进行分析计算，并将计算结果反馈到Revit中建立结构专业BIM模型。

纵观整个设计过程，我们可以发现以下几点问题：第一，建筑专业和结构专业之间通过纯几何的二维建筑图稿进行交流，无法准确传达复杂的建筑信息，存在较大的误差，无法实现两个专业的信息共享；第二，随着建筑师对建筑方案的不断修改，结构工程师需要不断重复建立新的结构模型，反复进行新模型的分析计算和结构施工图的生成，浪费大量的时间和精力，效率低下，使得结构工程师不能把精力集中在更重要的结构抗震分析工作上；第三，尽管软件市场上的结构分析软件数量众多，但是它们都不是专业的建模软件，随着建筑物形态越来越复杂，尤其是各种异形曲面空间建筑的不断衍化，结构专业设计人员在各种分析计算软件上的建模越来越困难，非标准曲面只有依靠编程手段才能完成建模工作。

而BIM技术的应用中，更为理想的设计状态是这样的：在方案设计阶段，建筑专业在BIM核心建模软件中建立一个相对粗糙的建筑模型，结构设计人员根据BIM软件的协同工作机制，对相应的建筑构件进行一定的删除、修改或二次布置，同时添加材料、荷载、约束等分析属性，并从三维模型中读取结构计算必须的构件截面和方位信息，快速建立结构分析模型，然后通过数据转换插件将模型数据传导到相应的有限元分析软件中，经过分析计算之后再将相关信息反馈到BIM核心建模软件上。如果建筑师修改了建筑方案，由于BIM软件的协同工作机制，结构设计人员可以快速对结构模型进行修改，而不需要重新建模，大大节省了建模的时间，同时协同工作机制也保证了建筑模型和结构模型的高度统一，减少了不同专业之间由于沟通不畅带来的设计错误。同时，作为专业建模软件的BIM核心建模软件也具有远胜于结构分析设计软件的建模能力。随着Revit参数化设计平台Dynamo的更新升级，Revit对不规则曲面的建模能力也在不断提高。显而易见，和传统设计模式相比，将BIM技术和结构建模充分结合的方式更为高效快捷。

目前，建立BIM结构模型的方法主要有两种途径：一种是在第三方结构分析设计软件中建立结构模型后导入到BIM核心建模软件中，但是这样建立的模型容易和其他专业的模型产生矛盾，相应构件族也不是Revit标准化的族，难以利用Revit的协同工作机制，并不能发挥BIM的真正价值。另一种方法是直接在BIM建模平台上搭建BIM结构模型，充分利用其他专业已经建成模型的资源，更好的参与协同工作，这也是今后结构专业利用BIM技术的主流方式。

当然，尽管在BIM软件上进行结构模型的建立是今后的发展趋势，但是目前仍然有许多问题等待解决。在二维建筑模型设计平台CAD上，有长期积累的大量辅助快速建模的插件以及在CAD基础上发展起来的天正建筑等辅助绘图工具，而在BIM软件上辅助快速建模的工具需要时间的积累。同时，BIM建立的模型通常为几何物理模型，第三方结构设计软件建立的结构分析模型包含了荷载、边界条件和工况组合等大量非几何信息，这些非几何信息的参数设置极为复杂、信息量大，导致建模软件很难和结构设计软件实现无缝对接。

杨亿 深圳大学

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