毕业设计(论文)报告

（BIM组）

1. 年 5 月 20日

第一章BIM协同设计理论

1.1工程概况

1.1.1工程名称及地点

北京市某会议中心，位于北京市房山区七侠镇，东临永定河，北临云岗路，南临青龙路，西临房易路。本工程结构为四层装配整体式混凝土框架结构，建筑面积7732.2平方米，首层层高5.1米，其余层高4.5米，总高度22.6米，属于多层公共建筑。下图为会议中心的鸟瞰图。

1.1.2场地条件

根据搜集的已建邻近场地工程的勘探资料，并对该工程勘察资料进行综合分析，

地基各土层情况表

1.1.3抗震设防烈度

本工程位于北京房山区，属于8度区，设计基本地震加速度值为0.2g；场地类别为Ⅱ类；砼框架抗震等级为二级；抗震构造措施的抗震等级不改变。

1.1.4建筑主体“变”

（1）外部形状的变：转角处采用圆弧而非寻常的直角。中部有下陷中空部位，外墙也并非平整光滑面，体现其凹凸变换性。

（2）外部材料的变：主要以幕墙为主，混凝土墙为辅，而非单一材料；并采用石膏墙饰条、仿砖装修和仿木柱加以装饰，体现现代化的风格。

（3）功能性质的变：改变传统建筑一贯的单一的功能的情况，本会议中心一、二层会议大厅、以及多个小会议室为主，三、四层以健身中心、羽毛球馆为主；实现公用民用一体化，体现功能使用的多样性。

下图为会议中心的人视图。

1.2BIM协同设计理论

1.2.1BIM协同设计概念

将BIM和协同设计相结合，实现了整个建筑工程设计的可视化、参数化。

1.2.2BIM协同设计特点

1. 建筑、结构、机电等各专业基于服务器同时进行方案设计与模型建立，加强了团队沟通的便利性，节省了传输时间。
2. 各专业间设计符合装配式建筑标准化，模数化，少规格多组合的要求，相互参照建模，构件位置相同，无错位情况；这样便于减少预制构件的种类，降低成本，提高现场施工的安装速度。
3. 专业间和专业内可进行碰撞检测和开洞预埋操作，提升了项目的可视化协同，减少了专业内和专业间潜在的冲突，避免了在施工过程和运维阶段产生更严重的后果，也为现场施工安装做好准备工作。

1.2.3BIM协同设计模式

现阶段应用比较广泛的是基于Revit的协同设计模式，软件发展已经比较成熟，功能较为齐全；本项目应用较新的PKPM-BIM平台来进行协同设计，虽然功能上可能还有待完善，但其协同模式相比Revit更为便捷，协同方面的功能也更为强大。接下来介绍一下两种软件平台的协同设计模式。

(1)Revit协同设计模式

1. 文件链接方式

这种工作模式适用于专业间的协同。

1. 工作集方式

内容也可以在本地与中心文件进行同步。具体工作模式是通过本地文件与中心文件的双相同步可以实时参照其他成员的模型，在建模过程中可以相互借用其他成员的图元权限进行交互设计，但这种工作模式虽然理想下模型整体性好，但易收到工作组成员之间的人为失误导致其他成员无法编辑。这种工作模式适用于专业内的协同。

1. 两种方法相结合

通过两种工作模式相结合可以实现专业间和专业内的协同设计，此方法适用于较大的工程项目，人员众多，分工复杂，需要专业间协同和专业内协同共同进行。

(2)PKPM-BIM协同设计模式

PKPM-BIM协同设计模式主要是工作成员基于服务器，在局域网下实现客户端间、服务端与网页端的协同工作。工作成员基于同一个联机项目进行建筑、结构-装配式、机电以及绿建专业的同步设计，不同权限的成员间通过模型上传与下载，视图参照以及消息机制的灵活运用，实现专业内和专业内的协同设计，最终集成BIM全专业模型。下图为协同设计框架。

1. 搭建BIM协同平台

BIM协同设计不可能是凭空协同的，它必须通过一个平台来使得协同工作得以进行，服务器就可以实现这个功能，同时应用MYSQL数据库可以存储全专业的设计成果。因此一个项目需要进行协同设计，首先需要安装服务器和数据库。

协同工程师在学校台式机上安装数据库以及服务器，对服务器进行相关条件的设置，固定IP地址，使用固定局域网作为协同工作的网络，团队成员通过连接网络与服务器进行数据共享和交互设计。下图为服务器和协同服务器的设置参数。

1. 创建联机项目

一个项目需要协同设计，为了使相关专业都能进行同步设计，这时就需要一个协同的中心文件，最好在项目之初通过建筑工程师创建的建筑模型来扮演这个角色。

建筑工程师与结构工程师协商确定轴网尺寸、楼层层高后，创建各层建筑主体与细部模型，输出模型到PKPM-BIM平台，输入项目名称和日期等项目信息后创建联机项目，将中心文件上传至服务器，供其他团队成员进行下载。下图为网页端PKPM项目管理系统中项目的信息。

1. 分配专业权限

目前建筑工程设计的完成需要建筑，结构，机电和绿建等各专业的共同努力。团队负责人需要根据成员的个人能力和专业需求为团队成员分配专业任务，相应专业的负责人就拥有相关专业的权限，可以对自己专业的模型进行操作，而被限制对其他的专业模型操作；但这也不是绝对的，当某成员能力很突出时，可以分配多个专业的权限，比如建筑专业的成员可以给其建筑，结构以及机电专业的权限，能者多劳，稳步推进项目的进度。

协同工程师在网页端管理系统设置团队成员的账号，姓名以及密码，然后在团队项目中为团队成员设置相应的角色和权限。角色，相当于用户所属的身份，每个角色都要有对应的专业权限，权限是对用户操作各专业模型进行的限制，只有给用户赋予了某个专业的权限，该用户才有操作该专业模型的权利。基于建筑工程设计过程中的专业权限归属，给相应的专业工程师分配相应的专业权限，来保证协同设计的正常运行，避免模型操作权的混乱。下图为网页端成员截图。

建筑工程师需要进行建筑建模和与结构模型进行比照，所以此项目中建筑工程师拥有建筑和结构专业新增，删除，修改，查询的权限：建筑工程师可以创建建筑模型，删除和修改建筑构件以及查询建筑模型。建筑专业可以对结构专业进行查询和修改，但必须事先与结构工程师沟通；其他专业不可以操作建筑模型，当建筑模型与其他模型发生冲突时，结构、机电以及绿建工程师需与建筑工程师沟通，由建筑工程师来修改建筑模型。下图为协同工程师在网页端为建筑工程师分配权限截图。

结构-装配式工程师需要进行结构建模，布置荷载，计算，拆分设计以及深化设计等工作，所以此项目中结构-装配式工程师拥有结构和装配式专业新增，删除，修改，查询的权限：结构-装配式工程师可以在结构和装配式专业创建结构模型，删除和修改结构构件以及查询结构模型。当发现结构构件与建筑模型发生冲突时，需与建筑工程师沟通，由建筑工程师修改建筑模型；后期机电工程师进行开洞预埋提资，需要由结构-装配式工程师下载机电专业模型后做预制构件上开洞和预埋的操作。下图为协同工程师在网页端为结构-装配式工程师分配权限截图。

机电工程师需要进行机电建模和相关计算，所以此项目中给机电工程师拥有给排水，暖通和电气专业新增，删除，修改，查询的权限：机电工程师可以创建机电模型，删除和修改设备、管线以及查询机电模型，其他专业不可以操作机电模型。机电工程师创建完模型后需要做净高分析以及专业内和专业间的碰撞检查，并且向结构专业发起预制构件开洞和预埋提资，由结构专业完成后续操作。下图为协同工程师在网页端为机电工程师分配权限截图。

绿建工程师需要对建筑模型进行绿色建筑分析设计，按标准绿建工程师仅拥有建筑专业查询的权限，由于此项目绿建工程师是建筑专业的，对建筑专业有较深的了解，因此绿建工程师拥有建筑专业新增，修改，删除和查询的权限：根据创建好的建筑模型进行采光分析、热工性能分析、风环境模拟、隔声处理、眩光分析、能耗模拟以及暖通设计。当需要对建筑模型进行参数的修改时，与建筑工程师协同沟通后，在不影响建筑美观和结构安全的基础上做出调整。下图为协同工程师在网页端为绿建工程师分配权限截图。

协同工程师需要给各专业分配相关专业的任务，对各专业的知识都有一定深度的了解，所以此项目中协同工程师拥有全专业查询的权限。协同工程师为各个专业工程师分配相应的任务，并且定期收集专业成果进行汇总，保证任务可以按进度不断推进。各专业内以及专业间存在问题可以相互沟通协调解决，也可以由协同工程师出面处理；协同工程师发现模型问题后与相关专业工程师说明情况后，相关专业修改模型并上传至服务器。下图为协同工程师在网页端为自己分配权限截图。

1. 结构协同设计

由于结构模型需要与建筑模型保持一致性，结构专业要将建筑模型转换为结构模型或者根据建筑模型自行创建结构模型。为了兼顾建筑的功能性，美观性和安全性，建筑和结构的模型必须进行不断沟通，修改，达到以上三者的完美统一。

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