基于BIM技術(shù)的裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化

任績(jī)

摘要：在傳統(tǒng)的施工模式和施工方法中，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鋼筋混凝土是土木工程施工中常用的核心建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)之一。但隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)的使用越來(lái)越完善，同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的使用優(yōu)勢(shì)，使其在建筑行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)已成為建筑行業(yè)最常用的結(jié)構(gòu)之一。由于其獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在基礎(chǔ)發(fā)展中，基于鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的新型建筑結(jié)構(gòu)模式也在不斷發(fā)展，這不僅為現(xiàn)代建筑業(yè)帶來(lái)了活力，也為未來(lái)建筑業(yè)指明了方向。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的浪潮中，基于BIM技術(shù)發(fā)展的鋼結(jié)構(gòu)建筑模式不僅得到了國(guó)內(nèi)外專家的一致好評(píng)，也受到了施工單位的青睞，為建筑業(yè)的發(fā)展提供了動(dòng)力。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);預(yù)制建筑;鋼結(jié)構(gòu)布局;優(yōu)化;分析

1基于BIM技術(shù)的預(yù)制建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1有利于更好的施工效果

雖然預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量相對(duì)較輕，但其強(qiáng)度和功能性在實(shí)際應(yīng)用中可以達(dá)到一定水平。工業(yè)建筑與建筑工程行業(yè)的適應(yīng)性很強(qiáng)，不僅可以有效縮短施工周期，而且對(duì)材料的應(yīng)用也有較高的規(guī)范要求，有利于進(jìn)一步提高材料的使用效果。

1.2有利于提高施工質(zhì)量和效率

預(yù)制施工不僅符合實(shí)際施工需要，更符合施工成本控制的同時(shí)，在鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的實(shí)際生產(chǎn)中，大部分可以在工廠內(nèi)進(jìn)行，可以進(jìn)行批量生產(chǎn)，因此，大大改變了以往傳統(tǒng)的建筑構(gòu)件生產(chǎn)模式，不僅有利于企業(yè)轉(zhuǎn)型，也有利于科技升級(jí)，為建筑工程帶來(lái)便利，在實(shí)際應(yīng)用中更為高效。同時(shí)，BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)的布置和施工中的推廣應(yīng)用，也可以提高工程的整體質(zhì)量。在實(shí)際施工過(guò)程中，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑可以分為整個(gè)建筑的各個(gè)部分，分別進(jìn)行加工，同時(shí)，由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑本身的特點(diǎn)，在實(shí)際的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，往往在生產(chǎn)車間，可以減少環(huán)境對(duì)零件生產(chǎn)的影響。同時(shí)，與傳統(tǒng)施工工藝相比，不僅大大減少了安裝過(guò)程，而且簡(jiǎn)化了安裝過(guò)程，減少了操作過(guò)程誤差。

同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)施工，其內(nèi)部施工環(huán)境減少了施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)實(shí)際工程的影響，減少了工程施工對(duì)天氣因素的依賴，減少了天氣對(duì)施工的不穩(wěn)定因素，提高了施工質(zhì)量。因此，在施工過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量控制，可以減少不穩(wěn)定因素的影響，重點(diǎn)控制施工質(zhì)量帶來(lái)的可控因素變量，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，擴(kuò)大施工范圍，提高整體施工速度和效率，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2基于BIM技術(shù)的裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化

2.1 BIM技術(shù)的應(yīng)用要求

建筑實(shí)際設(shè)計(jì)前，施工人員和建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)一步調(diào)查了解相關(guān)環(huán)境，制定合理、科學(xué)的施工方案，供后續(xù)施工使用。但在現(xiàn)階段，由于傳統(tǒng)二維平面施工圖和設(shè)計(jì)方案的局限性，不僅給施工設(shè)計(jì)帶來(lái)困難，而且給方案審查帶來(lái)困難。因此，為了避免此類影響因素對(duì)后續(xù)施工的影響，在工程施工中，可以充分利用基于BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)的預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)施工體系，不斷優(yōu)化和改革傳統(tǒng)的建筑體系，同時(shí)進(jìn)一步提高建筑設(shè)計(jì)的功能性，提高相關(guān)工作的質(zhì)量。在新技術(shù)下，傳統(tǒng)的繪畫(huà)能夠呈現(xiàn)出更深層次的意義和功能，同時(shí)具有可視性和可理解性。早期方案審查可以解決相關(guān)問(wèn)題，為加強(qiáng)施工質(zhì)量和提高施工水平奠定了基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的施工圖和施工設(shè)計(jì)方案往往以二維平面設(shè)計(jì)圖的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，他們?nèi)狈梢曅院屠斫饬Γ诜桨笇彶楹蛯?shí)際操作方面存在很大困難。至此，可以充分利用BIM技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，在傳統(tǒng)二維平面施工技術(shù)圖紙的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)施工項(xiàng)目進(jìn)行全面的信息研究和收集。在這兩項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上，一個(gè)三維模型，即BIM模型，不僅可以提高設(shè)計(jì)圖紙的透視性，還可以提高相應(yīng)人員理解設(shè)計(jì)方案的能力。目前，常用軟件平臺(tái)建立相應(yīng)結(jié)構(gòu)的三維應(yīng)力模型。同時(shí)，在建立模型時(shí)，應(yīng)及時(shí)深化建筑中鋼結(jié)構(gòu)的所有節(jié)點(diǎn)和裝配細(xì)節(jié)，并進(jìn)一步細(xì)分模型構(gòu)造塊，以便在模型中直接表達(dá)相關(guān)問(wèn)題。同時(shí)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)模型的建立中，整體受力對(duì)模型的受力有一定的影響，因此，在應(yīng)力分析中，應(yīng)將大型結(jié)構(gòu)分塊，以進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)械模型的真實(shí)性和可靠性。

2.2有針對(duì)性的優(yōu)化措施分析

BIM技術(shù)可以貫穿于預(yù)制建筑的全過(guò)程，從結(jié)構(gòu)、施工、安裝、裝修等方面進(jìn)行優(yōu)化。具體包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝、安裝、運(yùn)行等方面。

1）優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)

如何將BIM技術(shù)融入到工程運(yùn)營(yíng)和施工中，是優(yōu)化傳統(tǒng)裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)的核心之一。因此，在工程進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工前，BIM技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)對(duì)施工方案和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行進(jìn)一步的科學(xué)調(diào)查，充分了解設(shè)計(jì)圖紙和施工環(huán)境結(jié)構(gòu)信息，使三維模型能夠充分獲得有效信息，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)圖紙對(duì)整個(gè)工程的導(dǎo)向和指導(dǎo)作用。

2）深化模式

BIM技術(shù)人員不僅應(yīng)通過(guò)嘗試合理分析設(shè)計(jì)圖紙三維模型，同時(shí)還需要對(duì)內(nèi)部和系統(tǒng)檢查進(jìn)行全面分析，充分了解應(yīng)力分布和對(duì)應(yīng)的連接點(diǎn)，在檢查時(shí)及時(shí)與缺少接頭的接口和內(nèi)部問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題的解決進(jìn)行詳細(xì)定位，在施工前盡快處理問(wèn)題，確保施工過(guò)程的順利穩(wěn)定。

3）優(yōu)化組件組裝

BIM技術(shù)貫穿于裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工的全過(guò)程。在實(shí)現(xiàn)模型的可視化、協(xié)調(diào)化和參數(shù)化的同時(shí)，還可以對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆分和優(yōu)化，確保相關(guān)施工構(gòu)件尺寸合理，滿足施工要求。此外，在構(gòu)件組裝中，BIM的鋼筋碰撞技術(shù)可以解決構(gòu)件懸挑鋼筋碰撞問(wèn)題。預(yù)制鋼筋的綁扎和吊裝模擬主要通過(guò)三維效果進(jìn)行，以確保在實(shí)際施工中能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的拼裝。

4）吊裝方案選擇

利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工指導(dǎo)，通過(guò)其可視化技術(shù)提前展示關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)動(dòng)作，達(dá)到預(yù)期的施工效果。同時(shí)，可以提前規(guī)劃運(yùn)輸車輛相關(guān)機(jī)械的布局和其他信息。在模擬演練中可以進(jìn)行合理的施工計(jì)劃安排，同時(shí)可以精確控制問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的合理規(guī)劃，提前安排吊裝施工場(chǎng)地，從各種方案中進(jìn)行最佳選擇。

5）提高管理效率

有了BIM技術(shù)的支持，相關(guān)施工單位和企業(yè)可以及時(shí)獲取預(yù)制建筑的三維信息模型，同時(shí)，還可以對(duì)施工進(jìn)度和模型圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)化，及時(shí)了解施工的動(dòng)態(tài)情況和進(jìn)度，有效地增加了相關(guān)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)施工步驟和具體進(jìn)度的認(rèn)知，同時(shí)也增加了相關(guān)企業(yè)對(duì)施工進(jìn)度的了解。在此基礎(chǔ)上，不僅可以嚴(yán)格管理和控制裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)的整體施工質(zhì)量和施工模式，同時(shí)也可以有效地建立相應(yīng)的管理模式和管理方法，進(jìn)一步提高管理效率，提高建設(shè)項(xiàng)目管理質(zhì)量。在施工現(xiàn)場(chǎng)的具體管理中，不僅可以利用三維模型數(shù)據(jù)回答有關(guān)相應(yīng)技術(shù)的問(wèn)題，出現(xiàn)問(wèn)題的概率將大大降低，還可以促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的用戶對(duì)建筑的進(jìn)一步了解。

3結(jié)論

通過(guò)以上分析可以看出，不僅在建筑工程施工質(zhì)量和施工進(jìn)度方面，同時(shí)在貫徹綠色環(huán)保理念的同時(shí)，利用BIM技術(shù)對(duì)預(yù)制施工鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，不僅可以促進(jìn)建筑質(zhì)量的提高，也可以從根本上改善現(xiàn)代住房技術(shù)問(wèn)題，我們將進(jìn)一步解決建筑行業(yè)的產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題。BIM技術(shù)是新時(shí)期建筑發(fā)展的重大突破和有效途徑，為進(jìn)一步深化鋼結(jié)構(gòu)功能、簡(jiǎn)化操作步驟、便于管理和控制提供了良好的平臺(tái)。

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