实现工程设计从二维到三维的转变，是当前BIM技术推进的重要方向。本文以Revit软件为基础，通过对影响BIM正向设计在工程实践中应用的若干关键技术展开研究。提出了适应于BIM正向设计的项目管理指引要点，包括优化ISO管理、设计协调会节点、BIM负责人和BIM进阶培训等。提出了适应于BIM正向设计的企业技术标准编制要点，包括模型管理、设计流程和三维设计方法等。提出基于关系型数据库+文件服务器方式进行数模分离的正向设计协同管理平台架构建设方法。研发出基于Revit平台可以快速建模、直接计算、自动成图的建筑结构设计系统GSRevit。

在数字化设计建造技术发展过程中，由于信息架构、管理层级、工作模式的差异，在二三维设计成果的施工阶段承接、安装信息在运维阶段的承接等方面较难在参建方间形成良性闭环。本文提出建立以建筑数字化设计+智慧建造的集成应用体系，以实现生产端至应用端的全产业链集成。在设计环节通过建立现代产业化建筑设计标准、构件库及配套工具，实现数字化标准设计。在生产体环节通过研发与数字化设计成果相配套的工法设备实现数字化成果的直接转化。采用基于离散化的数据管理模式，在标准数据共享下采用各阶段分层独立管理、层间编码互通的方式，兼顾多平台间的独立性与互通性，实现数字化设计成果的全过程无缝承接与产业链数字化集成。

本文以高层住宅为载体，基于BIM技术对装配式建筑设计中若干关键技术进行分析研究。给出了基于BIM的多专业模型架构形式和协同过程提资方法，并开发出GDAD-PCMIS协同管理系统以满足多方协同的需求；开发了建筑平面套型模块，通过弹性模块与固定模块的组合形成多种建筑平面；提出基于链接功能的部品应用方法，以保证构件详图与三维模型的统一，并建立预制构件部品库，体现部品的可积累性；分析了装配式建筑的费用组成，探讨不同预制构件组合对经济效益的影响；开发预制率和装配率计算软件等辅助软件，提升装配式高层住宅设计效率。

随着计算机处理能力与软件功能开发的逐步完善，建筑工程设计中基于BIM三维设计的相关应用已日渐得以扩展，在体量方案比选、报建及初步设计、各专业内完成自身的施工图设计、三维深化设计出图等均有较为实用的方法。但全过程多专业实现BIM的正向协同设计依然举步维艰，原因主要有BIM模型存储方式无法适应传统设计架构、模型成果无法有效拆分、过分依赖国外BIM软件无法充分扩展功能等。本文总结了目前设计单位工作架构，分析了从CAD设计延伸到BIM正向设计的需求与挑战，提出一种以关系型数据库+模型图纸文件管理器为核心的“数模分离”式BIM正向设计平台的架构，采用该架构对设计成果、校审批注、进度控制等非几何信息进行分离式存储管理，之间通过唯一ID值连接，使几何模型与非几何信息之间结合为有机整体，以实现一体化管理。

从传统二维CAD设计向三维参数化设计转型中，建筑结构专业遇到了较大的阻碍，其中主要是结构BIM全过程设计的效率问题和工作流程问题。本文针对这两个问题开展了深入研究和大量的插件开发，有效提升了BIM建模效率，同时解决了Revit平台下的专业协同方式问题，实现了结构BIM的全过程设计。

随着移动互联网、云计算、物联网的发展，建筑信息化管理的手段也在不断拓宽。GDAD-PCMIS是基于BIM开发的装配式建筑协同管理系统，可用于装配式建筑的设计、构件加工、施工全过程。该系统采用相应的编码系统对BIM模型信息进行轻量化后，存储于网络数据库中进行管理应用。在此数据基础上，系统针对多工种、多单位之间的协同流程和管理要点，以项目部品库和项目进度管控为系统核心，辅以设计提资、会议信息、单据管理、进度计划安排等内容，通过移动端和电脑端进行信息交互及全周期的管理。同时，各参建单位也可采用API接口与内部相关管理系统数据对接，进一步挖掘BIM模型信息的价值。