二、计算机在结构工程设计中的应用

1．计算机在结构设计中的应用

1）设计方式

结构工程师目前主流的设计方式是利用有限元结构分析软件（程序）进行结构建模计算和结构整体空间受力和变形分析，然后利用2D绘图工具来绘制传统的2D施工图文档。

基于计算机技术的结构设计方式是：工程师将物理模型发送到结构分析软件，分析程序进行分析计算，随后返回设计信息，并动态更新物理模型和施工图文档。计算机技术就结构设计本身而言，其基本理念就是要达到结构计算分析和施工图文档两者相互统一，或者说实现两者间的无缝连接。

2）搭建计算机模型

建筑师搭建计算机模型时，关注的是模型空间表达的真实性和外观视觉上的效果，以及物理模型能否自动生成2D施工图文档。与建筑专业相关的计算分析，比如日照分析和建筑能耗分析，对模型数据库的要求也往往仅限于模型的几何外观和空间尺寸，以及材料的物理特性。

结构工程师搭建计算机模型时，除了关心物理模型能否自动生成2D施工图文档外，同时也关心物理模型能否自动转化为可以被第三方结构分析软件认可的结构分析模型。毕竟结构的安全性分析计算是结构设计的首要环节和重要问题。由于结构分析模型中包括了大量的结构分析所要求的各种信息，如：材料的力学特性、单元截面特性、荷载、荷载组合、支座条件等等，所以结构工程师的计算机模型就会因繁多的参数而异常复杂。

3）计算机在结构设计中的可视化研究

建筑信息模型以三维模型为基础，用来表示真实的建筑构件。对于传统计算机辅助绘图软件一般采用CAD技术，使用无抽象表达的几何图形来表示构件，难以表达更多的信息。在设计及初步设计阶段，建立三维实体模型，可以快速直观地观察建筑构造，推敲建筑体量，剖析功能布局等。在大型、复杂的结构体系设计过程中运用可视化技术，可对结构模型进行漫游动态演示，考察结构选型的建筑适配性及构件尺度在建筑空间中的表现效果，并以此来选择结构的最优方案。

4）BIM在结构参数化设计中的研究

在整个结构信息模型中，模型和全套设计文档存储在同一个数据库中，所有内容都是参数化的、相互关联的。作为BIM最重要的特点之一，此关联性可以实现高质量、一致、可靠的信息输出，有助于形成面向设计、分析和建档的数字化工作流程。

5）基于计算机BIM的结构基础部分的实现

依据基础结构施工图纸，创建独立基础和双柱普通独立基础的混凝土部分，在创建前需提前设置混凝土的属性，包括强度名称、编号设置、位置、截面、等级、现浇或者预制等。

2．在计算机的新软件应用推广过程中需要注意的问题

①结合自身情况，合理设定现阶段计算机的应用范围，再逐步寻求拓展计算机增值设计服务。不要刚开始接触应用计算机，便想要求大求全，试图将Revit用于各个专业，完美地实现三维协同设计及相关应用。

②计算机启动的实验项目不宜选择难度过大的项目，导致计算机推进较为艰苦、困难重重，使整个团队失去信心。

③Revit产品的本地化还不完美，对初学者在实现本地化施工图出图尚存一定难度，需要有对Revit全面了解的专业人士针对各个设计院的出图标准和各种相关应用进行定制和教授针对不同类型项目的应用方法，使得推广应用事半功倍。

④计算机的应用推广是个长期的、不断发展的过程，需要事先考虑计算机团队结构、人员梯次、如何实现逐步推广等问题，从而实现有计划、有步骤地逐步推广。一个合理实用的计算机实施规划很有必要，其中人才的问题最为关键，千军易得，一将难求。计算机团队的负责人也就是计算机经理的选择和培养至关重要。由于项目团队负责人对BIM理解及应用过程没有正确的判断和深刻的认识，无法得出恰当的执行方案，容易出现决策上的失误，直接导致公司决策层及项目团队设计人员对计算机的误解。在计算机团队的人员挑选上，也需要寻找学习热情高昂，有自我学习思考能力的设计师。此外，值得注意的是，计算机的出现将使得计算机制图员这样的角色有一席之地。因为Revit三维设计的平立剖面图及大样详图与模型之间的相互关联，直观有效地避免了一些低级设计错误的出现，也能更快捷地实现建筑师与制图员之间的交流沟通。

⑤Revit是三维的参数化设计，创建的是建筑信息模型，这与传统的二维设计有着本质的区别。工具的特点决定了针对不同类型的建筑项目，不同的设计阶段，不同的设计需求，需要不同的应用方法。