BIM技術在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工階段的應用研究

楊 路

嘉興市麟湖控股集團有限公司 浙江 嘉興 314019

隨著現(xiàn)代建筑技術的不斷發(fā)展，裝配式建筑作為一種新型建筑方式，受到了越來越多的關注。而BIM技術作為一種數(shù)字化建造技術，在建筑行業(yè)也越來越普及。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工階段，BIM技術的應用可以極大地提高施工效率和施工質(zhì)量，降低施工成本，實現(xiàn)信息共享和協(xié)同工作。本文以BIM技術在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工階段的應用為切入點，探究其優(yōu)勢、原則和流程。

1 BIM技術與裝配式建筑概述

1.1 BIM技術概述

BIM技術是指建筑信息模型技術，是一種集成化的數(shù)字化設計和建造工具。它通過建立虛擬的數(shù)字模型，將建筑物各個專業(yè)的設計、施工和運營信息整合在一起，實現(xiàn)多學科、多專業(yè)之間的協(xié)同和信息共享。BIM技術可以應用于建筑設計、施工、運營和維護等各個階段，實現(xiàn)從建筑物的設計、施工到運營全生命周期管理[1]。BIM技術通過建立數(shù)字模型，可以實現(xiàn)可視化、可交互式的設計和施工管理，為建筑行業(yè)提供了更加高效、準確和可持續(xù)的解決方案。

1.2 裝配式建筑概述

裝配式建筑是一種新型的建筑方式，也被稱為預制裝配式建筑或現(xiàn)場裝配式建筑。它是在工廠預制構(gòu)件或組件，然后將其運到現(xiàn)場進行組裝和安裝的建筑方式。相比傳統(tǒng)建筑方式，裝配式建筑具有施工效率高、質(zhì)量可控、環(huán)保節(jié)能、施工安全等優(yōu)點。此外，裝配式建筑還可以減少現(xiàn)場噪音和碎片，提高建筑施工的整體效率和質(zhì)量。裝配式建筑可以應用于住宅、商業(yè)建筑、公共建筑等多種建筑類型。目前，裝配式建筑已經(jīng)成為國內(nèi)外建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢之一。

2 BIM技術在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工階段的應用優(yōu)勢

2.1 利于提高施工效率

第一，BIM技術可以實現(xiàn)施工工序的優(yōu)化和協(xié)調(diào)。通過對數(shù)字模型進行分析和模擬，可以發(fā)現(xiàn)施工中的沖突和問題，從而避免設計上的錯誤和施工上的瑕疵。同時，BIM技術還可以協(xié)調(diào)不同施工工序之間的關系，避免工期延誤和資源浪費。

第二，BIM技術可以提高施工的精度和準確性。通過數(shù)字模型的建立，可以預測施工過程中可能出現(xiàn)的問題，并在施工前做好預防措施。同時，BIM技術可以將施工的數(shù)據(jù)和信息直接傳輸給施工現(xiàn)場，從而避免了人為的誤差和失誤。

第三，BIM技術可以優(yōu)化施工現(xiàn)場的管理和監(jiān)控[2]。通過數(shù)字模型的實時監(jiān)測和控制，可以對施工現(xiàn)場的進度、質(zhì)量和安全進行實時監(jiān)測和控制。從而提高了施工現(xiàn)場的管理效率和質(zhì)量。

2.2 利于降低施工成本

第一，BIM技術可以減少設計和施工的重復工作。通過數(shù)字模型的建立，可以在設計和施工前發(fā)現(xiàn)問題，從而避免了后期的返工和重復施工。這不僅可以節(jié)約時間，還可以降低成本。

第二，BIM技術可以提高施工的效率和準確性。通過數(shù)字模型的建立，可以減少人力和物力的浪費，從而降低了施工的成本。同時，BIM技術可以提高施工的精度和準確性，從而避免了因施工質(zhì)量問題而導致的后期成本增加。

第三，BIM技術可以優(yōu)化材料和資源的使用。通過數(shù)字模型的建立和分析，可以對材料和資源的使用進行優(yōu)化和合理分配，從而避免了資源的浪費和不必要的成本增加。

2.3 利于提高施工質(zhì)量

第一，BIM技術可以優(yōu)化施工過程中的設計和預測，從而減少設計和施工中的錯誤和瑕疵。數(shù)字模型可以模擬施工過程中可能出現(xiàn)的問題，提前解決問題，避免錯誤和瑕疵的出現(xiàn)，從而提高施工質(zhì)量。

第二，BIM技術可以提高施工的精度和準確性。數(shù)字模型可以準確地反映出裝配式鋼結(jié)構(gòu)的實際情況，從而提高施工的精度和準確性。施工人員可以根據(jù)數(shù)字模型進行施工，避免了人為因素的影響，提高了施工質(zhì)量。

第三，BIM技術可以實現(xiàn)施工過程的實時監(jiān)測和控制。數(shù)字模型可以實時監(jiān)測施工現(xiàn)場的進度、質(zhì)量和安全情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整和改進，從而提高了施工質(zhì)量。

2.4 可以提高協(xié)同效率

第一，BIM技術可以實現(xiàn)不同部門和團隊之間的協(xié)同。通過數(shù)字模型，不同部門和團隊可以實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的共享，實現(xiàn)信息的互通有無，從而提高了協(xié)同效率。

第二，BIM技術可以優(yōu)化施工過程中的協(xié)調(diào)和溝通。數(shù)字模型可以展示施工的全貌，方便不同團隊之間進行協(xié)調(diào)和溝通。同時，數(shù)字模型可以預測施工過程中可能出現(xiàn)的問題，提前解決問題，避免了后期的矛盾和糾紛，提高了施工協(xié)同效率。

第三，BIM技術可以提高施工過程中的效率和準確性。數(shù)字模型可以準確地反映出裝配式鋼結(jié)構(gòu)的實際情況，施工人員可以根據(jù)數(shù)字模型進行施工，避免了人為因素的影響，提高了施工效率和準確性。同時，數(shù)字模型還可以優(yōu)化材料和資源的使用，減少浪費，提高效益。

3 BIM技術在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工階段的應用原則

3.1 信息共享原則

第一，信息共享可以提高施工過程中的協(xié)同效率。通過信息共享，不同團隊之間可以共享施工過程中所需要的信息和數(shù)據(jù)，方便不同團隊之間的協(xié)調(diào)和溝通，從而提高了施工協(xié)同效率。

第二，信息共享可以實現(xiàn)施工過程的實時監(jiān)測和控制。通過信息共享，可以實現(xiàn)施工過程中的實時監(jiān)測和控制，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整和改進，避免了問題的擴大和影響施工質(zhì)量。

第三，信息共享可以提高施工過程中的安全性。通過信息共享，可以共享施工現(xiàn)場的安全數(shù)據(jù)和信息，方便施工人員進行安全控制和管理，從而提高了施工過程中的安全性[3]。

3.2 三維模型原則

第一，三維模型可以提高施工過程中的精度和準確性。通過三維模型，可以準確地反映出裝配式鋼結(jié)構(gòu)的實際情況，從而提高施工的精度和準確性。施工人員可以根據(jù)三維模型進行施工，避免了人為因素的影響，提高了施工質(zhì)量。

第二，三維模型可以優(yōu)化施工過程中的設計和預測。數(shù)字模型可以模擬施工過程中可能出現(xiàn)的問題，提前解決問題，避免錯誤和瑕疵的出現(xiàn)，從而提高施工質(zhì)量。

第三，三維模型可以實現(xiàn)施工過程的實時監(jiān)測和控制。數(shù)字模型可以實時監(jiān)測施工現(xiàn)場的進度、質(zhì)量和安全情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整和改進，從而提高了施工質(zhì)量。同時，數(shù)字模型還可以優(yōu)化材料和資源的使用，減少浪費，提高效益。

3.3 精細化建模原則

第一，精細化建模可以提高施工過程中的效率和準確性。通過精細化建模，可以準確地反映出裝配式鋼結(jié)構(gòu)的實際情況，從而提高施工的效率和準確性。施工人員可以根據(jù)精細化建模進行施工，避免了人為因素的影響，提高了施工質(zhì)量。

第二，精細化建模可以優(yōu)化施工過程中的設計和預測。數(shù)字模型可以模擬施工過程中可能出現(xiàn)的問題，提前解決問題，避免錯誤和瑕疵的出現(xiàn)，從而提高施工質(zhì)量。

第三，精細化建?？梢詫崿F(xiàn)施工過程的實時監(jiān)測和控制。數(shù)字模型可以實時監(jiān)測施工現(xiàn)場的進度、質(zhì)量和安全情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整和改進，從而提高了施工質(zhì)量。同時，數(shù)字模型還可以優(yōu)化材料和資源的使用，減少浪費，提高效益。

3.4 數(shù)據(jù)管理原則

第一，數(shù)據(jù)管理可以提高施工過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量和準確性。通過數(shù)據(jù)管理，可以對施工過程中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和控制，避免了數(shù)據(jù)的重復和錯誤，提高了數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準確性。

第二，數(shù)據(jù)管理可以優(yōu)化施工過程中的信息流程。通過數(shù)據(jù)管理，可以對施工過程中的信息進行分類、整合和共享，方便不同團隊之間的協(xié)作和溝通，從而優(yōu)化信息流程，提高施工效率。

第三，數(shù)據(jù)管理可以提高施工過程中的安全性。通過數(shù)據(jù)管理，可以對施工現(xiàn)場的安全數(shù)據(jù)和信息進行管理和控制，方便施工人員進行安全控制和管理，從而提高了施工過程中的安全性。同時，數(shù)據(jù)管理還可以實現(xiàn)施工過程的實時監(jiān)測和控制，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整和改進，避免了問題的擴大和影響施工質(zhì)量。

3.5 持續(xù)優(yōu)化原則

第一，持續(xù)優(yōu)化可以提高施工過程的效率和質(zhì)量。通過持續(xù)優(yōu)化，可以不斷地改進和優(yōu)化施工過程中的流程、方法和工具，提高施工效率和質(zhì)量，降低成本和風險，提高項目的競爭力。

第二，持續(xù)優(yōu)化可以實現(xiàn)數(shù)字化施工過程的全面管理和控制。通過持續(xù)優(yōu)化，可以實現(xiàn)數(shù)字化施工過程的全面管理和控制，方便施工人員進行實時監(jiān)測和控制，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整和改進，提高施工過程的安全性和可靠性。

第三，持續(xù)優(yōu)化可以實現(xiàn)施工過程的可持續(xù)發(fā)展。通過持續(xù)優(yōu)化，可以優(yōu)化材料和資源的使用，減少浪費和污染，降低環(huán)境和生態(tài)風險，實現(xiàn)施工過程的可持續(xù)發(fā)展。

4 BIM技術在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工階段的應用流程

4.1 基于BIM模型的構(gòu)件深化設計

第一，建立模型。首先，需要建立裝配式鋼結(jié)構(gòu)的BIM模型，將設計圖紙轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型。然后，對模型進行優(yōu)化和修正，使其符合施工要求和標準。

第二，進行構(gòu)件深化設計。通過對模型進行構(gòu)件深化設計，可以實現(xiàn)對裝配式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的精細化設計和優(yōu)化[4]。具體包括構(gòu)件的尺寸、形狀、連接方式和材料等方面的深化設計和優(yōu)化。例如，在設計鋼柱時，需要考慮柱子的承重能力和受力情況，選擇合適的鋼材和連接方式，從而實現(xiàn)優(yōu)化設計。

第三，進行模擬和分析。通過模擬和分析，可以對裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工過程中可能出現(xiàn)的問題進行預測和分析，從而實現(xiàn)問題的預防和解決。例如，可以對模型進行施工模擬，預測施工過程中可能出現(xiàn)的危險和風險，并提前采取措施避免問題的發(fā)生。

4.2 基于BIM模型的構(gòu)件生產(chǎn)運輸

第一，構(gòu)件生產(chǎn)。在基于BIM模型的構(gòu)件生產(chǎn)過程中，可以利用BIM模型進行構(gòu)件生產(chǎn)的規(guī)劃和管理。例如，在BIM模型中設置構(gòu)件的尺寸、形狀和材料等信息，以便于生產(chǎn)廠家進行生產(chǎn)。同時，在BIM模型中添加構(gòu)件的生產(chǎn)進度和質(zhì)量控制信息，以便于生產(chǎn)管理人員進行生產(chǎn)進度和質(zhì)量的監(jiān)控和控制。

第二，構(gòu)件運輸。在基于BIM模型的構(gòu)件運輸過程中，可以利用BIM模型進行構(gòu)件運輸?shù)囊?guī)劃和管理。例如，在BIM模型中設置構(gòu)件的運輸路徑和運輸方式，以便于物流公司進行運輸。同時，在BIM模型中添加構(gòu)件的運輸進度和質(zhì)量控制信息，以便于物流公司進行運輸進度和質(zhì)量的監(jiān)控和控制[5]。

第三，信息共享。BIM模型的信息共享功能，可以實現(xiàn)BIM模型的構(gòu)件生產(chǎn)運輸?shù)男畔⒔涣骱蛥f(xié)作。例如，設計師可以將設計圖紙上傳到BIM模型中，生產(chǎn)廠家和物流公司可以通過BIM模型獲取關于構(gòu)件的尺寸、形狀、數(shù)量、材料以及運輸路徑等信息，從而實現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)和運輸過程的高效協(xié)作。

4.3 基于BIM模型的構(gòu)件吊裝與拼裝

第一，模擬和分析。在基于BIM模型的構(gòu)件吊裝與拼裝過程中，可以利用BIM模型進行模擬和分析，以預防和解決可能出現(xiàn)的問題。例如，可以在BIM模型中模擬吊裝和拼裝過程，預測可能出現(xiàn)的危險和風險，并提前采取措施避免問題的發(fā)生。

第二，吊裝和拼裝計劃。在基于BIM模型的構(gòu)件吊裝與拼裝過程中，可以利用BIM模型進行吊裝和拼裝計劃的規(guī)劃和管理。例如，在BIM模型中設置吊裝和拼裝的流程和標準，以便于施工人員進行操作。同時，在BIM模型中添加吊裝和拼裝進度和質(zhì)量控制信息，以便于施工管理人員進行進度和質(zhì)量的監(jiān)控和控制。

第三，信息共享。通過BIM模型的信息共享功能，可以實現(xiàn)建筑業(yè)各個環(huán)節(jié)之間的信息交流和協(xié)作。例如，施工人員可以通過BIM模型獲取關于構(gòu)件的吊裝和拼裝流程和標準，從而實現(xiàn)吊裝和拼裝過程的高效協(xié)作。同時，施工人員可以將BIM模型的構(gòu)件實際吊裝和拼裝情況反饋到BIM模型中，以便于后續(xù)施工和設計人員進行調(diào)整和改進。

4.4 基于BIM模型的構(gòu)件現(xiàn)場安裝

第一，現(xiàn)場安裝前的預處理。在基于BIM模型的構(gòu)件現(xiàn)場安裝前，可以利用BIM模型進行預處理，以提高現(xiàn)場安裝效率和質(zhì)量。例如，在BIM模型中設置構(gòu)件的安裝位置和順序，以便于施工人員按照順序進行安裝。同時，在BIM模型中添加構(gòu)件的安裝方法和要點，以便于施工人員了解安裝方法和注意事項。

第二，現(xiàn)場安裝過程的監(jiān)控和管理。在基于BIM模型的構(gòu)件現(xiàn)場安裝過程中，可以利用BIM模型進行監(jiān)控和管理，以保證安裝過程的質(zhì)量和效率。例如，在BIM模型中添加安裝進度和質(zhì)量控制信息，以便于施工管理人員進行監(jiān)控和控制[6]。同時，在BIM模型中設置安裝過程的視頻監(jiān)控和記錄，以便于后續(xù)的安全管理和糾錯。

4.5 基于BIM模型的構(gòu)件運維

第一，數(shù)據(jù)收集和管理。在基于BIM模型的構(gòu)件運維管理過程中，可以利用BIM模型進行數(shù)據(jù)收集和管理，以便于后續(xù)的運維管理。例如，在BIM模型中添加構(gòu)件的尺寸、材料、生產(chǎn)日期、安裝位置等信息，以便于后續(xù)的運維管理。

第二，現(xiàn)場維護和保養(yǎng)。在基于BIM模型的構(gòu)件運維管理過程中，可以利用BIM模型進行現(xiàn)場維護和保養(yǎng)，以保證構(gòu)件的正常運行和延長使用壽命。例如，在BIM模型中設置構(gòu)件的保養(yǎng)周期和方法，以便于運維人員進行維護和保養(yǎng)。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM技術在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中可以提高施工效率、降低施工成本、提高施工質(zhì)量和提高協(xié)同效率等優(yōu)勢，同時還提出了信息共享原則、精細化建模原則、數(shù)據(jù)管理原則和持續(xù)優(yōu)化原則等應用原則，以及基于BIM模型的構(gòu)件深化設計、構(gòu)件生產(chǎn)運輸、構(gòu)件吊裝與拼裝、構(gòu)件現(xiàn)場安裝和構(gòu)件運維等應用流程。這些研究成果對于推廣BIM技術在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中的應用，提高裝配式建筑的施工效率和質(zhì)量具有重要的意義。