淺談BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)高層住宅中的應(yīng)用

繆永然 王宏錕

*通訊作者：繆永然，1979年4月，男，漢，山東省濟(jì)南市人，現(xiàn)任濟(jì)南東進(jìn)鳳山置業(yè)有限公司項(xiàng)目經(jīng)理，工程師，學(xué)士學(xué)位。研究方向：建筑施工管理

摘要：伴隨建筑領(lǐng)域的快速發(fā)展，在施工當(dāng)中人們提出應(yīng)踐行綠色發(fā)展這個(gè)概念，所以，鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅深受關(guān)注。這類建筑不只要投入的成本相對(duì)較少，并且施工周期較短，在施工期間不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此其本身有著一定的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際施工當(dāng)中，假如相關(guān)從業(yè)者可以有效運(yùn)用BIM技術(shù)就可以在很大程度上提高各類工作順利完成。本文就BIM技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行闡述，然后針對(duì)于此，對(duì)BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)高層住宅當(dāng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式鋼結(jié)構(gòu);高層住宅

Abstract： With the rapid development of the construction field， it is proposed that the concept of green development should be practiced in the construction. Therefore， the steel structure fabricated residence is deeply concerned. This kind of building not only has relatively less investment cost， but also has a short construction period and will not pollute the environment during construction. Therefore， it has certain application advantages. In the actual construction， if relevant practitioners can effectively use BIM technology， it can greatly improve the smooth completion of all kinds of work. This paper expounds the application advantages of BIM technology， and then analyzes the application of BIM technology in fabricated steel structure high-rise residence.

Keywords： BIM technology; Fabricated steel structure; High-rise residence

一、前言

我國(guó)人口基數(shù)大，所以需要的高層住數(shù)量也變得更多，正是由于人們有較大的需求量，建筑領(lǐng)域才可以快速地發(fā)展。近期建筑企業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)很好，在具體施工期間，相關(guān)從事者對(duì)技術(shù)做了多次創(chuàng)新，促使建筑物的質(zhì)量可以有效提高[1]。在長(zhǎng)期的探究當(dāng)中相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)本身有著顯著的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，假如可以運(yùn)用到裝配式的建筑施工當(dāng)中，就可以讓施工的效率與速度得到很大程度的提高。所以，在以后的施工當(dāng)中，BIM技術(shù)得到了廣泛運(yùn)用，同時(shí)運(yùn)用方式更為熟練[2]。在以后，有關(guān)單位要做好的便是對(duì)這個(gè)技術(shù)做進(jìn)一步的研究，進(jìn)而讓其本身的功能和優(yōu)勢(shì)可以有效發(fā)揮。

二、BIM技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

（一）伴隨社會(huì)需求量的持續(xù)增多

建筑工程本身的規(guī)模也開(kāi)始逐漸擴(kuò)大。和以往的建筑方式對(duì)比，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑所具有的最大特征便是，在開(kāi)始施工以前會(huì)把建筑總體的結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)獨(dú)立的部分，待到了該環(huán)節(jié)時(shí)，相關(guān)工作者只要把結(jié)構(gòu)零件做好拼裝就可以了[3]。運(yùn)用這類方式所具有的優(yōu)勢(shì)就是施工周期較短且消耗成本相對(duì)來(lái)說(shuō)有所降低。然而在具體施工中會(huì)用到許多零部件，為了確保每個(gè)零件的準(zhǔn)確度與適配度，相關(guān)從事者應(yīng)該落實(shí)好信息采集這個(gè)工作。BIM技術(shù)可以對(duì)不同施工信息做快速地搜集，同時(shí)可以保障所搜集到的信息足夠精準(zhǔn)與完整，所以在很大程度上提升了管理這個(gè)工作的質(zhì)量。

（二）完善鋼結(jié)構(gòu)的施工方案

鋼結(jié)構(gòu)裝配式的建筑在實(shí)際動(dòng)工以前也一樣需要通過(guò)方案設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的工作情況會(huì)對(duì)之后的施工產(chǎn)生很大的影響，為了確保方案設(shè)計(jì)足夠合理，該工作從事者需要在開(kāi)始動(dòng)工以前對(duì)施工做細(xì)致的核查，同時(shí)搜集所需的信息來(lái)優(yōu)化相關(guān)方案[4]。BIM技術(shù)運(yùn)用以后，該工作從事者就可以了解到更多的詳盡信息與市場(chǎng)信息。另外，相關(guān)從事者還能夠借助這個(gè)技術(shù)來(lái)完成信息選取，進(jìn)而獲取更多有價(jià)值的信息，同時(shí)對(duì)這些信息做進(jìn)一步地研究和分析。可以看出，借助BIM技術(shù)能夠?qū)υO(shè)計(jì)方案做持續(xù)的優(yōu)化，進(jìn)而讓以后的工作得以順利進(jìn)行。

（三）對(duì)施工成本做合理掌控

目前建筑企業(yè)所面對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)逐漸激烈，為了可以競(jìng)爭(zhēng)到工程項(xiàng)目，各大企業(yè)開(kāi)始紛紛投入競(jìng)標(biāo)。在具體競(jìng)標(biāo)期間各大企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是國(guó)內(nèi)的建筑企業(yè)，并非是當(dāng)?shù)氐慕ㄖ髽I(yè)，所以造成企業(yè)中標(biāo)的幾率大幅度減少，如此一來(lái)就會(huì)讓其經(jīng)濟(jì)利益遭受影響[5]。只要企業(yè)中標(biāo)，就應(yīng)考慮怎樣才可以讓其收獲更多的利潤(rùn)。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，有關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)該在保障工程質(zhì)量的基礎(chǔ)之上盡量縮減成本的支出。在運(yùn)用BIM技術(shù)以后，相關(guān)工作者就可以對(duì)施工的信息做全方位搜集，同時(shí)借助直觀化的特征來(lái)建立起三維模型，如此一來(lái)該工作從事者就可以借助建立的模型來(lái)察覺(jué)施工方案中所存在的問(wèn)題，進(jìn)而快速予以解決[6]。不難發(fā)現(xiàn)，借助這個(gè)技術(shù)可以在一定程度上規(guī)避施工問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)縮減成本與加快施工速度的目標(biāo)。另外，該工作從事者還能夠把成本和時(shí)間信息添加到建模的過(guò)程當(dāng)中，如此就可以結(jié)合時(shí)間節(jié)點(diǎn)的需求來(lái)布置工作任務(wù)，對(duì)進(jìn)度和施工狀態(tài)實(shí)施對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分析這個(gè)目標(biāo)，唯有如此才可以對(duì)成本與質(zhì)量做精細(xì)化管理。

（四）做到協(xié)同工作

在運(yùn)用BIM技術(shù)期間，可以讓有關(guān)單位本身的工作效率得以提高。然而在具體運(yùn)用期間，部分施工企業(yè)的施工效率卻難以提升，以至于會(huì)發(fā)生延誤問(wèn)題，追溯其原因通常是協(xié)同工作上發(fā)生了問(wèn)題[7]。在以往的施工當(dāng)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)與施工工作往往是分開(kāi)進(jìn)行的，因此難以滿足系統(tǒng)所提出的要求。假如有關(guān)單位只選取運(yùn)用BIM技術(shù)而并未運(yùn)用協(xié)同工作這個(gè)模式，一樣難以提高工作效率。

而協(xié)同工作通常能夠分成兩點(diǎn)。其一是內(nèi)部協(xié)同，需要一個(gè)主體中的職工彼此協(xié)作，選用較為集中式的工作方式來(lái)完成相應(yīng)的工作任務(wù)，進(jìn)而推動(dòng)效率的提高。較為集中式的工作方式能夠?yàn)g覽項(xiàng)目總體的進(jìn)展，也可以最大限度節(jié)省溝通的時(shí)間和成本，避免碰撞與摩擦;其二是外部協(xié)同，通常指的是不同主體間的信息溝通與共享。比如設(shè)計(jì)方與施工方的溝通就能夠稱作外部協(xié)同的范圍。在做外部系統(tǒng)這個(gè)工作時(shí)，最為關(guān)鍵的就是保障信息傳輸當(dāng)中的安全性與完整性，防止在傳輸期間發(fā)生損毀或是遺失的問(wèn)題。

（五）保障安全管理工作落實(shí)到位

部分建筑企業(yè)在落實(shí)管理工作時(shí)可能只重視質(zhì)量監(jiān)管這個(gè)工作，卻忽略了安全管理這個(gè)工作所具有的重要性。為了保障施工得以順利地開(kāi)展，就需要把安全監(jiān)管這個(gè)工作放在關(guān)鍵位置。在具體施工當(dāng)中，該工作從事者應(yīng)該仔細(xì)落實(shí)隱患排查這個(gè)工作，借助BIM技術(shù)對(duì)工程施工的全過(guò)程實(shí)施精細(xì)化管理。在實(shí)際運(yùn)用期間，這個(gè)技術(shù)可以借助模擬的形式來(lái)對(duì)各種隱患實(shí)施排查，并且還可以針對(duì)隱患的種類來(lái)事先制定預(yù)防的措施，進(jìn)而保障問(wèn)題可以快速地被解決[8]。運(yùn)用BIM技術(shù)來(lái)對(duì)各種隱患做仔細(xì)地排查，并且制定預(yù)防措施把安全問(wèn)題出現(xiàn)的幾率降到最低。另外，有關(guān)單位還應(yīng)該對(duì)施工操作者做實(shí)時(shí)監(jiān)控，盡量減少違規(guī)操作的情況，唯有如此才可以把安全管理這個(gè)工作踐行到位。

三、BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)高層住宅中的運(yùn)用

（一）節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)

應(yīng)用Tekla Structures這個(gè)軟件，給工程當(dāng)中的鋼構(gòu)件創(chuàng)建獨(dú)立的構(gòu)件信息參數(shù)，像是軸線方位、規(guī)格尺寸、截面類別和材質(zhì)這些。工程當(dāng)中每個(gè)連接節(jié)點(diǎn)都將會(huì)經(jīng)過(guò)Tekla Structures來(lái)做進(jìn)一步設(shè)計(jì)。在整體上思考設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中的支撐連接和梁的截面位置這些因素，保障主體構(gòu)件的銜接方式，開(kāi)展構(gòu)件承載能力的計(jì)算，保障工程本身的安全性。創(chuàng)建細(xì)致的鋼結(jié)構(gòu)模型，同時(shí)依據(jù)生產(chǎn)加工的工藝，引導(dǎo)鋼梁、鋼柱及其連接組件的加工，能夠提升工程加工的精度。這個(gè)工程運(yùn)用全螺栓的銜接方式，減少焊接作業(yè)的模式，而構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)如圖1所示。

（二）全專業(yè)三維信息化模型

借助BIM模型所具有的可視化優(yōu)點(diǎn)，在二維CAD圖紙的基礎(chǔ)之上，對(duì)于這個(gè)工程實(shí)施建筑、結(jié)構(gòu)及其機(jī)電全專業(yè)的信息化建模，創(chuàng)建和施工場(chǎng)地工序相一致的BIM模型。應(yīng)用BIM技術(shù)完成對(duì)施工圖紙的再次完善，快速發(fā)覺(jué)設(shè)計(jì)中存在的不足，避免后續(xù)的設(shè)計(jì)變更。

（三）碰撞檢測(cè)

因?yàn)檫@個(gè)工程地庫(kù)的地下空間較為復(fù)雜，被層間高度、設(shè)施管線系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)這些因素所影響，極易導(dǎo)致設(shè)備管線間或是管線和結(jié)構(gòu)構(gòu)件碰撞、凈空不足這些問(wèn)題，導(dǎo)致場(chǎng)地再次返工，對(duì)于節(jié)省工程成本是非常不利的。立足于BIM技術(shù)，把不同專業(yè)信息模型實(shí)時(shí)整合，再把整合模型導(dǎo)入到Naviswork這個(gè)軟件當(dāng)中，尋找隱患的碰撞點(diǎn)，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果來(lái)對(duì)管線實(shí)施調(diào)節(jié)，完成對(duì)管線的科學(xué)布置。進(jìn)而在具體施工以前，一定程度上防止地下空間難以處理的局部與隱性問(wèn)題。如圖2所示。

這個(gè)工程在歷經(jīng)前期的檢測(cè)后，一共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)968處，地下復(fù)雜管線地區(qū)有5處，實(shí)施管線設(shè)計(jì)優(yōu)化處理一共有1035處，在很大程度上提升了場(chǎng)地的施工進(jìn)度，大致提前了54天完成這個(gè)工程。

（四）二維碼技術(shù)

把BIM技術(shù)和二維碼技術(shù)相互融合，創(chuàng)立裝配式預(yù)制構(gòu)件的追蹤管理平臺(tái)，把模型當(dāng)中的構(gòu)件做信息化編碼，同時(shí)二維碼有效連接，完成模型輕量化和信息可視化的彼此結(jié)合。如圖3所示。

施工操作者能夠借助手拿設(shè)備或是手機(jī)終端APP來(lái)完成二維碼的掃描，以獲得同時(shí)錄入構(gòu)件信息、明確安裝部位以及注意事項(xiàng)，提高構(gòu)件信息在采集和傳輸時(shí)的效率，確保構(gòu)件在安裝期間的精準(zhǔn)性與實(shí)效性，也確保資料得以更加安全與便捷的存儲(chǔ)[9]。對(duì)于工程技術(shù)文件運(yùn)用二維碼的方式實(shí)施交底，給工程參觀人員及其施工操作者創(chuàng)造便捷的條件，完成無(wú)紙辦公的目標(biāo)。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，伴隨我國(guó)科技的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)逐步被有關(guān)工作者所熟練掌控，同時(shí)在我國(guó)裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程中獲得很大成效。可以看出，在國(guó)內(nèi)裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的進(jìn)程當(dāng)中，BIM技術(shù)將會(huì)被相關(guān)工作者熟練運(yùn)用來(lái)提升工作效率。為了讓BIM技術(shù)和國(guó)內(nèi)實(shí)際施工情況更為貼合，相關(guān)工作者需要做持續(xù)的研發(fā)與探討，逐漸優(yōu)化BIM技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。以上就是筆者結(jié)合多年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)高層住宅中的應(yīng)用，所提出的一些看法，以供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]田啟明，田旭，李勇，劉暢，田立柱，張子英.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式超低能耗建筑中的實(shí)踐應(yīng)用[J].混凝土世界，2021（6）：88-91.

[2]李旋，吳垠，王子建.BIM正向設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式民用建筑中的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2020（2）：51-52.

[3] 莫德榮，王浩.BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2020（6）：44-49.

[4]劉軍濤，孟鑫桐，張立佳，劉占省，王建偉，王昊鵬.BIM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑施工安全管理中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2021，52（6）：679-683.

[5]王立國(guó)，付洋.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震減災(zāi)管理中的應(yīng)用[J].災(zāi)害學(xué)，2021，36（1）：18-23.

[6]楊海濱，劉占省，劉軍濤，孟鑫桐，姜兆恒，王治全.基于BIM技術(shù)的大型鋼結(jié)構(gòu)建筑智能建造關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2021，52（6）：675-678.

[7]楊愛(ài)良.試論如何利用BIM技術(shù)解決各工序與預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件銜接的問(wèn)題[J].磚瓦世界，2021（4）：59.

[8]李馨穎，張大力，曹娟.BIM技術(shù)在油田門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2020，39（1）：90-93.

[9]周崢，鄧?yán)誓?，廖羚，雷麗貞，劉睿?BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)用熱點(diǎn)的知識(shí)圖譜構(gòu)建方法研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2020，12（3）：16-21.