建筑施工技術教學中BIM技術的有效運用分析

張旭

【摘要】在對學生進行建筑施工課程授課過程中，要針對BIM技術與建筑施工技術之間的相互關系，對學生進行系統(tǒng)的講授，讓學生明確BIM技術現(xiàn)階段對建筑施工的推進，轉(zhuǎn)變以往教學思路，為建筑施工技術課程的開展提供一個更好的發(fā)展方向。

【關鍵詞】BIM技術；建筑施工技術；課程教學

1、 BIM技術簡介

BIM（Building Information Modeling）是“建筑信息建?！钡暮喎Q，最初發(fā)源于20世紀70年代的美國，由美國喬治亞理工大學建筑與計算機學院的查克伊士曼博士提出。其被定義為：“建筑信息建模是將一個建筑建設項目在整個生命周期內(nèi)的所有幾何特性、功能要求與構(gòu)件的性能信息綜合到一個單一的模型中。同時，這個單一模型的信息中還包括了施工進度、建造過程的過程控制信息?！蹦壳皩τ贐IM定義尚未統(tǒng)一，例如：認為BIM是虛擬施工（virtual construction），即建筑信息模型與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視化的4D模型中，可以直觀精確地反映整個施工過程；此外，還有認為 BIM 是參數(shù)化建模（parametric Modeling）、虛擬建造（virtual building）、數(shù)字溝通（digital communication）等等。

2、 BIM技術在建筑施工技術教學中的應用

2.1 建筑識圖中BIM技術的應用

建筑識圖屬于建筑施工技術中的基本內(nèi)容，建筑院校對建筑識圖教學非常重視，不過教學效果不夠理想，原因在于教學項目與實際工程無法結(jié)合。部分院校使用二維形態(tài)施工圖紙講課，要求學生運用空間想象力將施工圖紙與施工現(xiàn)場聯(lián)系起來，然而學生想象力有限，尤其對初學者而言難度極大，導致學生對該課程缺乏學習積極性。

BIM技術能使平面施工圖紙變成三維模型，重新設置建筑施工技術教學模式。首先，老師通過BIM技術，建立鋼筋、土建模型，模型可任意切剖，或?qū)πD(zhuǎn)角度進行調(diào)整。其次，學生可按照三維角度解讀建筑工程，并將其與二維圖紙相結(jié)合，采用二維圖紙與三維施工圖對照模式進行學習，更易于理解所學內(nèi)容。最后，老師可指導學生應用BIM技術建立三維施工模型，這實際上是一種模擬實踐方式，有利于對學生圖紙檢驗能力、識圖能力進行培養(yǎng)與鍛煉。

2.2施工技能學習中BIM技術的應用

施工技能學習是建筑施工技術的核心部分，從傳統(tǒng)教學模式上看，大多首先由老師對理論知識（如施工技術、施工流程等）進行講述，然后向?qū)W生播放建筑施工視頻，使學生了解基本施工環(huán)節(jié)和內(nèi)容。然而，施工視頻內(nèi)容并不完整，在這種情況下，教師只能運用PPT展示學習內(nèi)容，不過施工中涉及的關鍵技術難以用語言表述。

BIM技術能融合數(shù)字三維建模、虛擬現(xiàn)實、BIM三種技術，可數(shù)字化模擬建筑建造過程，將施工順序展現(xiàn)給學生，使學生明確建筑施工順序，了解施工中的重點、難點，使學生猶如置身于施工現(xiàn)場，有利于激發(fā)其學習興趣，提升建筑施工技能教學效果。

2.3 土方工程施工中BIM技術的應用

土方工程施工學習難點在于計算土方工程量、明挖法施工流程等，老師要指導學生課前預習相關內(nèi)容，包括地質(zhì)勘探報告、工程概況等，然后引入問題，如：“土方工程包括哪幾個施工環(huán)節(jié)？”通過提問引入接下來的學習內(nèi)容，完成書本內(nèi)容講解后，老師可進行案例分析，于地圖上指出工程位置，結(jié)合地質(zhì)勘查報告、地形圖，明確現(xiàn)場地層情況。當學生對工程性質(zhì)有所了解后，老師需利用BIM技術模擬施工現(xiàn)場。

BIM施工現(xiàn)場流程：將工程信息導入Civi13D中，設置放坡曲面，使原始地形曲面、放坡曲面兩者融合，獲取三維效果、二維圖紙。設置放坡場地，對放坡投影輪廓線進行繪制，完成放坡繪制操作后，利用對象查看器對放坡曲面進行觀察，獲取三維模擬效果。利用BIM技術虛擬建筑施工后，老師需布置課后作業(yè)，如要求學生采用不同方式對土方工程量進行計算，并對比計算結(jié)果準確度。

2.4 混凝土工程施工中BIM技術的應用

所謂混凝土工程施工，就是指根據(jù)建筑施工要求，采用模板澆筑將混凝土、鋼筋材料制作成各類構(gòu)件的施工過程，具有工藝復雜、施工內(nèi)容多等特點。在學習混凝土工程施工中，教師首先要把施工圖導入BIM軟件內(nèi)，從而得到混凝土三維結(jié)構(gòu)，并對其透明度進行調(diào)整，顯露隱蔽鋼筋，將各種鋼筋構(gòu)造展示出來，如門框墻、框架梁、框架柱等。學生可利用BIM技術觀察鋼筋節(jié)點構(gòu)造情況，便于將鋼筋混凝土施工環(huán)節(jié)與技巧掌握，將理論知識應用于建筑施工中。

2.5 基坑施工中BIM技術的應用

基坑工程施工難度非常大，它涉及土力學穩(wěn)定性、典型強度、支護結(jié)構(gòu)等知識點，若單純講解理論知識，學生并無法理解透徹?；庸こ淌┕ぞ褪侵稿^桿、鋼板樁、地下連續(xù)墻、土釘墻等支護方案施工，是建筑施工技術中的重要內(nèi)容，實踐性較強，采用BIM技術對學生進行基坑施工教學，有利于使學生更易于理解施工過程。

在上課之前，老師需將基坑施工圖紙導入BIM軟件內(nèi)，對三維模型進行構(gòu)建，向?qū)W生講述各種基坑工程的適用條件以及結(jié)構(gòu)類型。BIM技術能完成動畫、渲染、建模等功能，便于師生從直觀角度觀察基坑施工環(huán)節(jié)。除此之外，老師還可對基坑支護形式進行更換，補充混凝土標號、土層容重等教學內(nèi)容。基坑施工學習難度相對較大，教師在該課時上可能需要花費更多時間，在有條件情況下，可結(jié)合工程實踐輔助教學。

結(jié)語：

BIM技術在建筑施工技術中的廣泛應用，為建筑施工技術的發(fā)展帶來了新的發(fā)展途徑。很多技術人員會在建筑施工整體開展前，利用BIM技術對整個工程項目進行系統(tǒng)的虛擬分析，了解建筑施工項目的施工內(nèi)容。針對BIM技術日后在建筑施工技術中的應用，需要在現(xiàn)階段針對BIM技術在具體的教學過程中對學生展開系統(tǒng)的理論知識傳授，讓學生認識到在建筑施工技術中結(jié)合BIM技術進行實際操作的重要性。本文主要以建筑施工技術中的“建筑工程施工圖識讀”相關課程作為例子對實際課程的展開進行系統(tǒng)的講解，以期給相關的行業(yè)人員提供參考。

參考文獻：

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