二、計算機在結構工程設計中的應用

1．計算機在結構設計中的應用

1）設計方式

結構工程師目前主流的設計方式是利用有限元結構分析軟件（程序）進行結構建模計算和結構整體空間受力和變形分析，然后利用2D繪圖工具來繪制傳統的2D施工圖文檔。

基于計算機技術的結構設計方式是：工程師將物理模型發送到結構分析軟件，分析程序進行分析計算，隨后返回設計信息，并動態更新物理模型和施工圖文檔。計算機技術就結構設計本身而言，其基本理念就是要達到結構計算分析和施工圖文檔兩者相互統一，或者說實現兩者間的無縫連接。

2）搭建計算機模型

建筑師搭建計算機模型時，關注的是模型空間表達的真實性和外觀視覺上的效果，以及物理模型能否自動生成2D施工圖文檔。與建筑專業相關的計算分析，比如日照分析和建筑能耗分析，對模型數據庫的要求也往往僅限于模型的幾何外觀和空間尺寸，以及材料的物理特性。

結構工程師搭建計算機模型時，除了關心物理模型能否自動生成2D施工圖文檔外，同時也關心物理模型能否自動轉化為可以被第三方結構分析軟件認可的結構分析模型。畢竟結構的安全性分析計算是結構設計的首要環節和重要問題。由于結構分析模型中包括了大量的結構分析所要求的各種信息，如：材料的力學特性、單元截面特性、荷載、荷載組合、支座條件等等，所以結構工程師的計算機模型就會因繁多的參數而異常復雜。

3）計算機在結構設計中的可視化研究

建筑信息模型以三維模型為基礎，用來表示真實的建筑構件。對于傳統計算機輔助繪圖軟件一般采用CAD技術，使用無抽象表達的幾何圖形來表示構件，難以表達更多的信息。在設計及初步設計階段，建立三維實體模型，可以快速直觀地觀察建筑構造，推敲建筑體量，剖析功能布局等。在大型、復雜的結構體系設計過程中運用可視化技術，可對結構模型進行漫游動態演示，考察結構選型的建筑適配性及構件尺度在建筑空間中的表現效果，并以此來選擇結構的最優方案。

4）BIM在結構參數化設計中的研究

在整個結構信息模型中，模型和全套設計文檔存儲在同一個數據庫中，所有內容都是參數化的、相互關聯的。作為BIM最重要的特點之一，此關聯性可以實現高質量、一致、可靠的信息輸出，有助于形成面向設計、分析和建檔的數字化工作流程。

5）基于計算機BIM的結構基礎部分的實現

依據基礎結構施工圖紙，創建獨立基礎和雙柱普通獨立基礎的混凝土部分，在創建前需提前設置混凝土的屬性，包括強度名稱、編號設置、位置、截面、等級、現澆或者預制等。

2．在計算機的新軟件應用推廣過程中需要注意的問題

①結合自身情況，合理設定現階段計算機的應用范圍，再逐步尋求拓展計算機增值設計服務。不要剛開始接觸應用計算機，便想要求大求全，試圖將Revit用于各個專業，完美地實現三維協同設計及相關應用。

②計算機啟動的實驗項目不宜選擇難度過大的項目，導致計算機推進較為艱苦、困難重重，使整個團隊失去信心。

③Revit產品的本地化還不完美，對初學者在實現本地化施工圖出圖尚存一定難度，需要有對Revit全面了解的專業人士針對各個設計院的出圖標準和各種相關應用進行定制和教授針對不同類型項目的應用方法，使得推廣應用事半功倍。

④計算機的應用推廣是個長期的、不斷發展的過程，需要事先考慮計算機團隊結構、人員梯次、如何實現逐步推廣等問題，從而實現有計劃、有步驟地逐步推廣。一個合理實用的計算機實施規劃很有必要，其中人才的問題最為關鍵，千軍易得，一將難求。計算機團隊的負責人也就是計算機經理的選擇和培養至關重要。由于項目團隊負責人對BIM理解及應用過程沒有正確的判斷和深刻的認識，無法得出恰當的執行方案，容易出現決策上的失誤，直接導致公司決策層及項目團隊設計人員對計算機的誤解。在計算機團隊的人員挑選上，也需要尋找學習熱情高昂，有自我學習思考能力的設計師。此外，值得注意的是，計算機的出現將使得計算機制圖員這樣的角色有一席之地。因為Revit三維設計的平立剖面圖及大樣詳圖與模型之間的相互關聯，直觀有效地避免了一些低級設計錯誤的出現，也能更快捷地實現建筑師與制圖員之間的交流溝通。

⑤Revit是三維的參數化設計，創建的是建筑信息模型，這與傳統的二維設計有著本質的區別。工具的特點決定了針對不同類型的建筑項目，不同的設計階段，不同的設計需求，需要不同的應用方法。