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

黃玉莊

（漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院，福建 漳州 363000）

1 引言

隨著城市化發(fā)展，建筑工程逐漸向高層和超高層方向轉(zhuǎn)變，然而由于其高度問題，在工程開展過程中，存在較大安全隱患。因此，主要結(jié)構(gòu)會采用鋼筋裝配，使建筑具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，該結(jié)構(gòu)采用專業(yè)廠家制造的一種重型鋼筋管支撐建筑，從而提高其穩(wěn)固性和質(zhì)量。高層建筑實施難度較大，加強(qiáng)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以保證工程順利開展，提高工作效率。

2 裝配式鋼筋結(jié)構(gòu)概述

2.1 裝配式鋼筋結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

裝配式鋼筋結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：（1）裝配式鋼筋結(jié)構(gòu)的輕便性極大減少了人工勞動力的輸出。（2）由于其組件大多是由廠家直接安裝好后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，因而比較其他結(jié)構(gòu)的實施，其技術(shù)難度較低，施工速度快。（3）這種材料可以在工程結(jié)束拆除后循環(huán)利用，因而節(jié)能環(huán)保效果較好。

裝配式鋼筋結(jié)構(gòu)的缺點：（1）材料用量多，造價成本高，對企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和工程開展有較大限制。（2）裝配式鋼筋結(jié)構(gòu)的使用性能低于混凝土結(jié)構(gòu)，比如耐熱性差、隔音效果差等。

2.2 裝配式結(jié)構(gòu)的建筑特點

該結(jié)構(gòu)中使用的材料，大多是廠家根據(jù)工程需要生產(chǎn)和制造對應(yīng)規(guī)格和型號的材料，主要有內(nèi)外墻板、預(yù)制梁體結(jié)構(gòu)、陽臺和模板等。在實際工程開展中，相關(guān)安裝和配置的技術(shù)要求較為繁瑣復(fù)雜，因而可以結(jié)合BIM技術(shù)來提高其工作質(zhì)量和效率。

3 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中的應(yīng)用價值

3.1 結(jié)構(gòu)的信息化處理

主要是運(yùn)用BIM技術(shù)建立三維模型，實現(xiàn)可視化，并且結(jié)合相關(guān)的信息化技術(shù)，將相關(guān)施工數(shù)據(jù)和影響因素等信息輸入系統(tǒng)中，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析，明確準(zhǔn)確數(shù)值，為工程開展提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。運(yùn)用該技術(shù)不僅能有效控制和合理利用資源，還能起到節(jié)約成本的目的，是企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)利益的重要保證。與傳統(tǒng)建筑工程相比，其可以將實際的工程、結(jié)構(gòu)和各方面專業(yè)知識結(jié)合起來，然后引入對應(yīng)的理論和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為具體模型。由于涉及內(nèi)容多、范圍廣，如果用人工方式處理，需要大量的時間和精力，而BIM信息化處理技術(shù)，可以針對實際數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和分析，并將工程相關(guān)建造信息存儲下來，同時實現(xiàn)信息共享。

3.2 提高施工效率和安全性

鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑穩(wěn)定性對于施工質(zhì)量影響較大，對各類技術(shù)要求較高，在工程具體實施過程中，由于信息的不完整性，安裝和配置存在較大差異，可以運(yùn)用BIM技術(shù)來解決這一問題，保障正確操作，提高施工效率。

4 BIM技術(shù)的運(yùn)用特點

4.1 可視化效果好

BIM技術(shù)對工程的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，用有價值的正確參數(shù)建立對應(yīng)的可視化模型，工作人員可以結(jié)合具體施工階段，了解該階段的詳細(xì)情況，明確工作中的重點和難點，針對存在的問題采取措施，做好預(yù)防和控制，并調(diào)整相關(guān)的施工方案。BIM技術(shù)還能實現(xiàn)三維繪圖技術(shù)，相比傳統(tǒng)的平面設(shè)計來說，其科學(xué)性和準(zhǔn)確性更高。

4.2 靈活性強(qiáng)

在開展鋼筋結(jié)構(gòu)施工過程中，運(yùn)用BIM技術(shù)，可實現(xiàn)全方位檢測和試驗，從而確定具體施工方案，及時調(diào)整不合理的地方，以滿足施工要求和標(biāo)準(zhǔn)，保證工程質(zhì)量和安全。

4.3 協(xié)調(diào)性好

參與的各個建設(shè)企業(yè)和部門，由于各自的施工內(nèi)容和權(quán)限不同，大多僅針對自身的相關(guān)部門進(jìn)行管理和施工，缺少有效的溝通和交流，當(dāng)出現(xiàn)問題時，會存在較大的解決障礙，互相推脫責(zé)任。而通過運(yùn)用BIM技術(shù)，以最直觀的三維模型和數(shù)據(jù)展示，明確問題產(chǎn)生的原因和部位，減少不必要的爭執(zhí)，為工程的順利開展提供可靠的技術(shù)支持。

5 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在施工中存在的問題和解決措施

5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題與應(yīng)對方法

5.1.1 存在的問題

①在相關(guān)設(shè)計方案確定時，對應(yīng)的預(yù)制件廠家并沒有參與到具體設(shè)計工作中，而要求其設(shè)計的建筑造型難度過高、成本較大。

②現(xiàn)在大多數(shù)建筑還是以混凝土結(jié)構(gòu)為主，而在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中，相關(guān)的設(shè)計人才較少且專業(yè)性不強(qiáng)，在施工中，設(shè)計內(nèi)容與實際工程情況差距較大，因而無法適用于工程建造中。

③在其結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計時，過于追求新穎，建筑結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，加大施工難度。

④在建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為了有效防止結(jié)構(gòu)外漏，采用一些特殊材料，降低了原有的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，抗震效果差。

5.1.2 應(yīng)對方法

①采用一體化集中設(shè)計方法，以現(xiàn)有結(jié)構(gòu)建筑形式為基礎(chǔ)，從全局出發(fā)，對各個結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計，然后運(yùn)用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)將外圍、設(shè)備和相關(guān)的管道、管線、結(jié)構(gòu)內(nèi)部等方面設(shè)計規(guī)范化和科學(xué)化，結(jié)合BIM信息技術(shù)，提高其設(shè)計的準(zhǔn)確度和可行性。

②在相關(guān)的裝修工作中，可以將建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外圍相結(jié)合的方式進(jìn)行，運(yùn)用統(tǒng)一的材料和設(shè)備，簡化施工程序。

③為避免結(jié)構(gòu)設(shè)計過于復(fù)雜或單一、結(jié)構(gòu)銜接效果不好、穩(wěn)定性差等問題，可以采用協(xié)同設(shè)計的方法，相關(guān)工程的各個部門共同參與，防止出現(xiàn)只重視結(jié)構(gòu)設(shè)計，忽視相關(guān)施工活動和水電設(shè)計，造成交叉設(shè)計或不合理問題的出現(xiàn)。

5.2 有關(guān)結(jié)構(gòu)部件的生產(chǎn)和制造

5.2.1 具體問題

①在具體裝配化施工中，實行效果差，并且依然采用現(xiàn)場澆筑的方法來進(jìn)行，不但增加成本，而且影響施工周期，對環(huán)境造成一定的破壞和污染。

②有關(guān)部件的制造成本費(fèi)用較大，相關(guān)的投資企業(yè)對其產(chǎn)生排斥，施工難以進(jìn)行。

5.2.2 解決措施

①全方位的管理和監(jiān)督整體鋼結(jié)構(gòu)裝配施工對應(yīng)的作業(yè)過程，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)和制造、安裝和裝配、完工驗收等方面，安排專業(yè)人員實施動態(tài)監(jiān)控，然后，針對各個過程實行協(xié)同開展作業(yè)模式。

②在具體施工中，要依據(jù)對應(yīng)的材料規(guī)格、型號、數(shù)量、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用合理的方法展開優(yōu)化組合。制造過程中，要開展模塊化、專業(yè)化的生產(chǎn)和加工方式，不斷提高材料的質(zhì)量和性能，使其具備良好的節(jié)能環(huán)保效果。

5.3 裝配施工的主要問題和解決方法

5.3.1 主要問題

①相關(guān)技術(shù)人員的專業(yè)水平和技能不高，在具體施工中，存在一定的質(zhì)量和安全問題。

②實際操作中，相關(guān)技術(shù)人員對技術(shù)和工藝的了解不透徹，因而操作不準(zhǔn)確，出現(xiàn)大量返工和重建問題，影響施工進(jìn)度，增加成本開支。

5.3.2 解決方法

①將主要結(jié)構(gòu)的施工和管道施工分開進(jìn)行，以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和質(zhì)量為目標(biāo)，減少后續(xù)維修和返工問題。

②在技術(shù)的選用和確定階段，要根據(jù)實際工程需求和對應(yīng)的工藝操作等，制定合理的技術(shù)實施計劃，運(yùn)用BIM技術(shù)，對施工活動實行信息化動態(tài)管理。

③相關(guān)水電工程的設(shè)計和開展，要與主結(jié)構(gòu)建造和裝修活動相統(tǒng)一、協(xié)調(diào)，保證合理性。

④要不斷提高技術(shù)人員的專業(yè)知識和技能水平，掌握對應(yīng)的裝配技術(shù)，依據(jù)規(guī)范來進(jìn)行，從而提高其工作質(zhì)量。相關(guān)管理工作的落實是保證整體施工活動順利開展的重要基礎(chǔ)，因而要嚴(yán)格監(jiān)督各個過程，對相關(guān)的工藝、人員、材料和設(shè)備等制定對應(yīng)的管理規(guī)范，結(jié)合BIM技術(shù)，加強(qiáng)管理力度。

6 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑中的具體運(yùn)用

6.1 三維模型的建立、運(yùn)用和深化設(shè)計

運(yùn)用相關(guān)軟件建立三維平臺模型，由相關(guān)設(shè)計人員提供對應(yīng)的建筑、結(jié)構(gòu)和信息化的平面模型。傳統(tǒng)設(shè)計工作中，大多以人工的方式收集和檢測各項數(shù)據(jù)，然后結(jié)合對應(yīng)的CAD繪圖技巧來完成設(shè)計。而BIM技術(shù)的運(yùn)用，可以大大提高工作效率和準(zhǔn)確性，根據(jù)模型對有關(guān)鋼筋和孔洞等展開碰撞檢測，以確定其穩(wěn)定性和合理性。設(shè)計人員根據(jù)信息模型提供的信息，分析并設(shè)計出合理的方案。

6.2 鋼筋結(jié)構(gòu)連接部位節(jié)點模型建立

各個結(jié)構(gòu)間的連接處理效果是保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要條件，由于施工技術(shù)和工藝方法的改變，處理較為復(fù)雜，可以通過建立模型的方式，將具體節(jié)點設(shè)計和施工方案，運(yùn)用可視化特性展示出來，并安排專業(yè)人員對具體員工進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和交底，明確工作流程和質(zhì)量要求，遵守操作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保證其質(zhì)量。

6.3 校對和施工調(diào)整

傳統(tǒng)鋼筋結(jié)構(gòu)施工中，檢測方法大多憑肉眼觀察和分析，存在較大誤差，導(dǎo)致一些隱蔽工程難以及時發(fā)現(xiàn)問題。通過運(yùn)用BIM技術(shù)，建立三維模型，各個部門可以明確對應(yīng)的施工內(nèi)容和技術(shù)要求，結(jié)合設(shè)計方案進(jìn)行對比和調(diào)整，針對存在的問題，采取科學(xué)的措施進(jìn)行處理，從而提高施工質(zhì)量和效率、降低資源浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境。

6.4 檢驗鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

以模型為施工基礎(chǔ)，實行自動化碰撞檢測，確定各個結(jié)構(gòu)間的連接穩(wěn)定性、合理性。當(dāng)發(fā)生碰撞時，確定其具體位置，并對問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，然后根據(jù)實際數(shù)據(jù)，采用正確的措施來調(diào)整和控制，保證其穩(wěn)定性。

6.5 精細(xì)化管理

運(yùn)用BIM技術(shù)，可以通過模擬施工的方法，對各個作業(yè)階段實行全方位的監(jiān)督和管理，并結(jié)合模型的具體建立情況，合理安排施工活動。運(yùn)用信息化動態(tài)監(jiān)測，展現(xiàn)安裝和配置過程，明確操作的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，將所有的過程細(xì)致劃分，實現(xiàn)整體和局部的統(tǒng)一管理，從而提高施工效率和質(zhì)量。

7 結(jié)語

綜上所述，在鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑施工過程中，其中主要是相關(guān)結(jié)構(gòu)的安裝和連接處理，但在現(xiàn)代高層建筑中，由于施工難度較大，包含節(jié)點施工較多，容易產(chǎn)生質(zhì)量問題。通過分析該結(jié)構(gòu)的主要特點和建造優(yōu)勢，結(jié)合BIM技術(shù)提高作業(yè)的效率和質(zhì)量，研究其在具體施工中的應(yīng)用，明確其重要價值和作用，可以為鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑的建造提供科學(xué)依據(jù)。