BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中的應(yīng)用研究

于浩泉　孫瑋瑋　李楠

摘? ? 要：隨著近年來我國建筑工業(yè)化發(fā)展力度的加大，裝配式建筑也得到了進(jìn)一步發(fā)展，而作為建筑信息化的主要工具，BIM技術(shù)也隨著建筑行業(yè)的興起得到進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)也極大地促進(jìn)了建筑業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。通過對近年來我國裝配式建筑及BIM技術(shù)應(yīng)用相關(guān)文獻(xiàn)的跟蹤研究，本文結(jié)合BIM技術(shù)及裝配式建筑的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了BIM技術(shù)在裝配式建筑中的有效應(yīng)用，希望通過本研究能進(jìn)一步促進(jìn)我國建筑業(yè)健康平穩(wěn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;BIM;信息管理;鋼結(jié)構(gòu);應(yīng)用

1? 引言

隨著近年來我國經(jīng)濟(jì)水平的進(jìn)一步提高，環(huán)境問題也越來越受到人們的重視，而傳統(tǒng)建筑施工方式對環(huán)境帶來的污染問題比較嚴(yán)重，隨著裝配式建筑的興起，其施工過程較為環(huán)保、工程效率高、資源浪費(fèi)率低等應(yīng)用優(yōu)勢受到業(yè)內(nèi)人士的一致肯定。一些企業(yè)為使自身效益得到穩(wěn)步提升，相繼將BIM技術(shù)引入到鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑之中，以便能夠深入了解并把控裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程施工。

2? BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.1? 可視化

可視化就是說能用眼睛看到，BIM技術(shù)因其可視化特性能夠清晰地向外界展示建筑結(jié)構(gòu)中的各項(xiàng)信息，這種簡單直觀的方式可以有效降低和避免一些隱蔽工程的失誤率，提高了準(zhǔn)確度。通過可視化，工作人員再也不需要僅憑想象構(gòu)圖，極大地提高了工作的效率，同時(shí)，它還能夠讓施工人員及設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖中的不足之處，以便隨時(shí)調(diào)整，確保了建筑工程質(zhì)量。

2.2? 模擬性

BIM技術(shù)能夠?qū)?xiàng)目景觀、環(huán)境、噪音等進(jìn)行模擬。BIM不僅有三維立體的圖像展示，還可以進(jìn)行四維（進(jìn)度）、五維（成本）的模擬。

2.3? 優(yōu)化型

在設(shè)計(jì)之初，施工方就可以參與進(jìn)來，對施工中會遇到的困難點(diǎn)、問題點(diǎn)進(jìn)行施工方案的優(yōu)化，避免了施工中的變更。

2.4? 協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)中協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)是指能夠及時(shí)協(xié)調(diào)不同施工環(huán)節(jié)當(dāng)中的碰撞問題，減少不必要的麻煩。一旦工程項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)間出現(xiàn)了難題，可充分利用BIM技術(shù)協(xié)調(diào)性特點(diǎn)予以三維模型化處理，避免因二者之間矛盾為工程帶來的危害，因此，在此倡導(dǎo)施工單位應(yīng)充分利用BIM技術(shù)，協(xié)調(diào)各施工環(huán)節(jié)中的矛盾，確保工程施工質(zhì)量。

3? BIM技術(shù)的優(yōu)勢

在創(chuàng)建BIM模型過程中，首先要獲取準(zhǔn)確的建筑項(xiàng)目所需數(shù)據(jù)信息，然后運(yùn)用數(shù)字信息虛擬技術(shù)進(jìn)行仿真處理，得出真實(shí)的施工效果圖。BIM技術(shù)可根據(jù)數(shù)據(jù)庫信息，運(yùn)用三維模型實(shí)現(xiàn)建筑工程的高度可視化，多樣模擬化，多專業(yè)協(xié)調(diào)化等。合理地將BIM技術(shù)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑工程項(xiàng)目之中，其實(shí)質(zhì)就是將BIM技術(shù)當(dāng)作一種數(shù)字化工具，并以參數(shù)化模型對工程中的各類信息進(jìn)行型歸納集合，使參與建筑項(xiàng)目施工的作業(yè)人員都能夠及時(shí)了解建筑信息，并積極協(xié)同工作，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，還使工期得以優(yōu)化。

4? 裝配式建筑的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的建筑工程施工現(xiàn)場存在過多的高空作業(yè)，不僅難以保證施工質(zhì)量，還存在許多安全隱患。而裝配式建筑的所有預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)作業(yè)都是在地面上完成的，預(yù)制構(gòu)件的裝配也是由專業(yè)人員通過機(jī)械化操作完成的，不僅能夠提高施工效率，還可以保障施工質(zhì)量，降低安全事故發(fā)生率，極大地減少了成本支出，另外，鋼模板，木模板等都可以重復(fù)利用，對于整個(gè)工程項(xiàng)目來說，可節(jié)省相當(dāng)分量的物力與財(cái)力資源。傳統(tǒng)的建筑施工容易受到氣候條件的影響，如遇低溫降水等天氣，施工進(jìn)度就會無限期往后延遲，但裝配式建筑的大部分作業(yè)都是在室內(nèi)進(jìn)行的，受外部環(huán)境的影響較小，往往都是將這些從室內(nèi)生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)建運(yùn)送至施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝，受氣象條件因素的影響非常小。

5? BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中的應(yīng)用研究

5.1? BIM建模

將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)工作之中時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先要對建模軟件有一個(gè)全面認(rèn)識，以便于推動各項(xiàng)工作的順利開展。在具工作實(shí)踐中，相關(guān)人員要對自己經(jīng)常使用的建模軟件進(jìn)行全面分析，加快BIM建模的進(jìn)程。而在建模方中應(yīng)首先根據(jù)傳統(tǒng)的工作系統(tǒng)確定項(xiàng)目樣板，以幫助提升后續(xù)工作的整體質(zhì)量與工作效率;另外，設(shè)計(jì)人員需加快Revit系列軟件構(gòu)建工作。這樣的工作方式不僅能使建模工作更加科學(xué)與準(zhǔn)確，還能有效提升建模工作效率。當(dāng)各個(gè)專業(yè)建模工作都完成后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)將建筑模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為IFC格式文件，進(jìn)而形成可供直接使用的BIM模型，助推建筑工程各項(xiàng)工作順利開展。

5.2? 采光能耗

為了能夠讓綠色建筑理念滲透到建筑項(xiàng)目之中，施工單位應(yīng)首先通過Revit軟件對建筑采光能耗做出深入分析。具體實(shí)施中，一定要做到每隔10°就進(jìn)行一次采光分析，此外，還需適當(dāng)控制工程區(qū)域中的樓間距，必須保證最少有10m的間距。光這些還不夠，還要根據(jù)采光方向進(jìn)行建筑模型的構(gòu)建。

5.3? 節(jié)點(diǎn)模型構(gòu)建

為了使鋼結(jié)構(gòu)更具穩(wěn)定，施工人員必須在開展鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程中加強(qiáng)各節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性建設(shè)。隨著鋼結(jié)構(gòu)工程施工工藝的進(jìn)一步發(fā)展，節(jié)點(diǎn)連接方法也被研發(fā)出更多，然而，因?yàn)楦鬟B接體系比較復(fù)雜，且存在很多施工環(huán)節(jié)，導(dǎo)致一些關(guān)鍵技術(shù)不能被施工人員完全掌握，使得鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠強(qiáng)，達(dá)不到建筑設(shè)計(jì)要求。因此，建筑施工企業(yè)在運(yùn)用BIM技術(shù)開展鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)模型構(gòu)建工作時(shí)，可充分利用BIM技術(shù)的可視性功能提前打印出相關(guān)施工圖紙，讓施工作業(yè)人員對構(gòu)件有一個(gè)更深刻的認(rèn)識，進(jìn)而使鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目的節(jié)點(diǎn)模型構(gòu)建工作變得更加科學(xué)合理。

5.4? 碰撞檢測

將BIM技術(shù)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑施工之中，施工人員可嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工圖紙的真實(shí)尺寸進(jìn)行建模，找出工程設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的沖突因素，進(jìn)而通過三維設(shè)計(jì)予以協(xié)調(diào)處理，避免再次因工程失誤而引發(fā)的施工建設(shè)問題。BIM技術(shù)中的三維技術(shù)還具備碰撞檢查功能，具體實(shí)施起來就是將所有專業(yè)放于同一模型之中，并對所有專業(yè)的協(xié)調(diào)結(jié)果進(jìn)行全方位檢查校正，提前了解專業(yè)間的碰撞、高度上的沖突，使施工方案不斷得以優(yōu)化，最終達(dá)到降低因錯(cuò)誤施工而造成的返工、重復(fù)拆改的可能性，從源頭上控制建筑工程整體質(zhì)量。

5.5? 三維校對

在鋼結(jié)構(gòu)工程興起之初，人們在開展鋼結(jié)構(gòu)裝配式工程施工中往往憑工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行直接觀察、分析，這種工作方式容易引起誤差，但隨著BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，它可以通過多專業(yè)領(lǐng)域協(xié)同建模，并運(yùn)用三維可視化功能直觀化地開展施工，讓各參與方及時(shí)了解裝配式建筑工作各環(huán)節(jié)中存在的問題，制定出最終施工方案，確保鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑工程的整體質(zhì)量的有效提高，保障工程安全問題發(fā)生率的有效降低。

6? 結(jié)束語

綜上所述，合理地將BIM技術(shù)運(yùn)用于裝配式建筑工程之中，使其在工程項(xiàng)目全生命周期內(nèi)發(fā)揮出巨大作用，它能夠使施工過程中的協(xié)調(diào)力度得以加大，提升施工安全性，有效減少各專業(yè)間的碰撞發(fā)生率，相信隨著BIM技術(shù)水平的進(jìn)一步提高，它能使裝配式建筑的發(fā)展前景變得更加廣闊。

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