BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中的運用探究

廉慶超

摘要：目前，我國裝配式建筑施工仍舊處于摸索階段，在施工過程中存在一系列問題。BIM技術(shù)在裝配式建筑工程中的應(yīng)用能夠為施工人員帶來更加便利的施工條件。BIM技術(shù)在裝配式前期規(guī)劃階段、建筑設(shè)計階段、構(gòu)件生產(chǎn)階段、施工階段、運營階段的有效應(yīng)用，從整體上改善了不同施工環(huán)節(jié)存在的問題，促進(jìn)工程整體施工質(zhì)量的提升，為裝配式創(chuàng)造更加有利的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)、裝配式、鋼結(jié)構(gòu)、建筑施工、運用

1BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是以計算機(jī)大數(shù)據(jù)和云計算為基礎(chǔ)構(gòu)建的專屬于建筑領(lǐng)域的技術(shù)。它能夠?qū)⒓夹g(shù)人員的設(shè)計方案借助計算機(jī)屏幕通過三維立體的形式展現(xiàn)出來，工作人員通過動畫模擬可以直觀地檢驗設(shè)計方案的效果是否符合既定要求。尤其在大型設(shè)備使用和建筑安裝領(lǐng)域中，BIM技術(shù)對于重點環(huán)節(jié)的施工都可以做出詳細(xì)安排和統(tǒng)籌規(guī)劃。此外，BIM技術(shù)能夠同時對多種設(shè)計方案進(jìn)行對比，最終選出最科學(xué)、合理的設(shè)計方案。通過BIM技術(shù)的直觀展現(xiàn)，建筑最終呈現(xiàn)出來的效果一目了然，并且可以融入城市未來的發(fā)展規(guī)劃中加以對比，確保建筑竣工后符合城市未來發(fā)展規(guī)劃的要求。BIM技術(shù)借助計算機(jī)的大數(shù)據(jù)功能，可以確保建筑的精確設(shè)計，尤其是在數(shù)據(jù)庫的幫助下，建筑各項系統(tǒng)參數(shù)能夠被全面儲存，設(shè)計領(lǐng)域的各個細(xì)小環(huán)節(jié)都能夠被納入其中，施工階段可能發(fā)生的預(yù)算和工期也都能夠得到精確預(yù)算。數(shù)據(jù)庫在BIM技術(shù)的幫助下已經(jīng)實現(xiàn)構(gòu)建級別，對于建筑項目管理中的數(shù)據(jù)計算也能夠達(dá)到人力所達(dá)不到的精確度，這樣就使得設(shè)計領(lǐng)域與施工階段的工作效率和質(zhì)量得到極大的提升。高精度的數(shù)據(jù)計算，在競標(biāo)過程中可以為建筑單位提供參數(shù)信息依據(jù)，尤其是對于材料價格和整體造價層面的預(yù)算有所明確，從而能夠提高建筑單位競標(biāo)成功的概率叫在BIM技術(shù)的幫助下，計算機(jī)的強(qiáng)大計算能力能夠確保工程設(shè)計和施工的穩(wěn)定性，并且可以實現(xiàn)毫秒級計算，整個工程建設(shè)的所有參數(shù)都會在前期被詳細(xì)掌握，對于工程建設(shè)中的各個環(huán)節(jié)所耗費的時間和材料，能夠做到精確預(yù)估，避免浪費產(chǎn)生，從而以最少的建設(shè)成本建造出最高質(zhì)量的建筑。

2我國裝配式建筑工程現(xiàn)狀、存在的主要問題

在勞動力成本急劇上升、社會整體工業(yè)化水平迅速提升的背景下，裝配式建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢，從結(jié)構(gòu)材料的角度將裝配式建筑分為鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)的裝配式建筑應(yīng)用范圍、發(fā)展之間的差異也比較明顯，其中木結(jié)構(gòu)的裝配式建筑受到森林資源有限的影響，其應(yīng)用范圍較為有限。

我國裝配式建筑起步比較晚，發(fā)展速度較快，不過在取得諸多發(fā)展成果的同時也面臨著一系列問題。裝配式建筑工程對于技術(shù)水平的要求相對較高，吊裝工序一般具有明顯的復(fù)雜性特點，工程整體需要數(shù)量眾多并且形式多樣的部件?，F(xiàn)階段，我國裝配式建筑構(gòu)件模具還未有統(tǒng)一的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為后期工程建造埋下了風(fēng)險隱患。且裝配式建筑構(gòu)件供應(yīng)商的資源處于嚴(yán)重不足的狀態(tài)，構(gòu)件生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)急需提高和完善，制作的許多構(gòu)件并沒有達(dá)到可使用級標(biāo)準(zhǔn)，在出廠檢查時未進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查。裝配式建筑工程需要大量吊裝、組裝各類零件，但是各工作人員在操作大型機(jī)械設(shè)備時無法有效配合。

雖然鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑體系發(fā)展相對比較成熟，但在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和集成化生產(chǎn)方面仍舊存在不足，嚴(yán)重限制了裝配式建筑優(yōu)勢的進(jìn)一步發(fā)揮。目前，高層建筑應(yīng)用裝配式建筑的技術(shù)研發(fā)尚處于初級階段，未形成系統(tǒng)的研究，這明顯限制了裝配式建筑的大規(guī)模發(fā)展。在裝配式建筑知識系統(tǒng)培訓(xùn)缺乏的環(huán)境下，人才的缺乏同樣對其發(fā)展造成了限制。除此之外，由于我國裝配式建筑還處于初級發(fā)展階段，未形成完善的監(jiān)督與施工標(biāo)準(zhǔn)，因此缺乏市場監(jiān)管，最終造成裝配式質(zhì)量無法得到保障，在這一系列限制問題的影響下，我國的裝配式建筑發(fā)展和進(jìn)步空間仍舊比較大，在今后應(yīng)當(dāng)更加深入地探索。

3BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中的運用

3.1建筑深化設(shè)計應(yīng)用

預(yù)制建筑的設(shè)計階段需要多種專業(yè)合作，微調(diào)要求高，現(xiàn)有設(shè)計方式不能滿足當(dāng)前組裝建筑的需求。BIM技術(shù)滿足了視覺仿真、協(xié)作、參數(shù)化設(shè)計等裝配的建筑構(gòu)件分割要求。根據(jù)CAD圖紙，利用Revit建立建筑模型，復(fù)核圖紙構(gòu)件型號、尺寸標(biāo)注不清，表高有誤等問題，確保出圖的準(zhǔn)確性與可行性。同時實現(xiàn)室內(nèi)家具布局的合理規(guī)劃，在項目實施過程中不斷更新模型，緊密配合設(shè)計團(tuán)隊進(jìn)行方案優(yōu)化比選，充分達(dá)到了項目試驗的目的。

3.2預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計應(yīng)用

預(yù)制建筑的設(shè)計階段需要多種專業(yè)合作，微調(diào)要求高，現(xiàn)有設(shè)計方式不能滿足當(dāng)前組裝建筑的要求。BIM技術(shù)滿足了視覺仿真、協(xié)作、參數(shù)化設(shè)計等裝配的建筑構(gòu)件分割要求。結(jié)合裝配式建筑的建造特點，采用Revit軟件對預(yù)制外墻、預(yù)制樓梯、預(yù)制女兒墻及鋼桁架樓承板進(jìn)行建模深化，指導(dǎo)車間對設(shè)備管線在預(yù)制構(gòu)件中的預(yù)留預(yù)埋，完成構(gòu)件精準(zhǔn)定位，避免現(xiàn)場二次開孔，對構(gòu)件進(jìn)行破壞，影響整體性。通過利用BIM技術(shù)與數(shù)控的結(jié)合，實現(xiàn)構(gòu)件的精準(zhǔn)定位，達(dá)到預(yù)制構(gòu)件的車間無差錯加工及現(xiàn)場零誤差安裝效果。

3.3施工組織方面

在設(shè)計工作完成之后，就需要進(jìn)行施工組織方面的工作。這個工作環(huán)節(jié)當(dāng)中，要求著重注意對基礎(chǔ)工作落實執(zhí)行情況的有效管控。實際施工中，施工企業(yè)以及相關(guān)工作者一定要基于圖紙內(nèi)容以及實際采集到的諸多信息進(jìn)行綜合性評定工作，對原始施工材料信息采集體系進(jìn)行合理構(gòu)建，明確劃分整個裝配式建筑工程的作業(yè)流程，確保施工作業(yè)的有序開展。

3.4施工進(jìn)度優(yōu)化管控

施工進(jìn)度是項目管理中比較關(guān)注的一部分，但是目前行業(yè)的施工進(jìn)度管理，都是相對單一的管理，影響施工進(jìn)度因素較多，包括天氣、材料供應(yīng)、勞務(wù)需求等，從施工部署開始一直到項目竣工，施工進(jìn)度往往都存在一個理想化的理論設(shè)計當(dāng)中，那些計劃之外的小意外項目管理者一般可以根據(jù)平衡決策進(jìn)行解決，但是這種方式效率低下，同時從管理上說不夠科學(xué)，在裝配式鋼結(jié)構(gòu)項目建造中，BIM技術(shù)可以對項目現(xiàn)場的資源進(jìn)度、場地進(jìn)度、主體計劃進(jìn)度實現(xiàn)總體協(xié)調(diào)，不僅能實現(xiàn)施工進(jìn)度的可行性合理性，更展示了其更為科學(xué)的一面，通過直觀地模擬，從施工邏輯、施工順序的是否合理進(jìn)行驗證，以一種直觀、精確的方式對整個建筑的施工過程進(jìn)行控制，減少資源浪費。

3.5BIM技術(shù)在管線綜合方面的應(yīng)用

通過BIM技術(shù)可視化模擬，最終決定采取鋼梁上開洞的方式進(jìn)行管線敷設(shè)，同時進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)措施，既解決了凈高的問題，又解決了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問題。利用BIM對空間和建筑功能進(jìn)行分析，完成了新風(fēng)管線與精裝修吊頂間的優(yōu)化。在方案研究過程中，通過采用BIM技術(shù)對鋼梁補(bǔ)強(qiáng)方案進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示方管更優(yōu)于圓管，同時通過BIM技術(shù)可視化的應(yīng)用，對新風(fēng)在鋼梁部位進(jìn)行管綜優(yōu)化，實現(xiàn)了管線的最優(yōu)布置，解決了項目困境的同時也最大化提升了凈空高度，新風(fēng)管線從梁中穿過，管線整體上移了250mm，使凈空高度提升了200mm。

結(jié)束語：當(dāng)前，社會經(jīng)濟(jì)增長帶動了人們生活質(zhì)量的強(qiáng)化提升，人們更加重視環(huán)境方面存在的諸多問題。基于傳統(tǒng)形式的建筑施工技術(shù)，會對自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極為嚴(yán)重的污染影響。而裝配式建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用，具有良好的環(huán)保性能，同時資源浪費率非常地，所以其在日常建筑工程施工中被廣泛應(yīng)用。很多建筑企業(yè)重視經(jīng)濟(jì)效益方面的追求，將BIM技術(shù)引入到了裝配式工程鋼結(jié)構(gòu)施工中，其能夠?qū)κ┕ぷ鳂I(yè)進(jìn)行有效掌控。

參考文獻(xiàn)

[1]陸亞珍，吳限，吳彬，崔安平，周乃.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計.2020，（04）：17-18.

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