建筑施工技术教学中BIM技术的有效运用分析

文/张旭 山东华宇工学院 山东德州 253000

1、BIM技术简介

BIM（Building Information Modeling）是“建筑信息建模”的简称，最初发源于20世纪70年代的美国，由美国乔治亚理工大学建筑与计算机学院的查克伊士曼博士提出。其被定义为：“建筑信息建模是将一个建筑建设项目在整个生命周期内的所有几何特性、功能要求与构件的性能信息综合到一个单一的模型中。同时，这个单一模型的信息中还包括了施工进度、建造过程的过程控制信息。”目前对于BIM定义尚未统一，例如：认为BIM是虚拟施工（virtual construction），即建筑信息模型与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视化的4D模型中，可以直观精确地反映整个施工过程；此外，还有认为 BIM 是参数化建模（parametric Modeling）、虚拟建造（virtual building）、数字沟通（digital communication）等等。

2、BIM技术在建筑施工技术教学中的应用

2.1 建筑识图中BIM技术的应用

建筑识图属于建筑施工技术中的基本内容，建筑院校对建筑识图教学非常重视，不过教学效果不够理想，原因在于教学项目与实际工程无法结合。部分院校使用二维形态施工图纸讲课，要求学生运用空间想象力将施工图纸与施工现场联系起来，然而学生想象力有限，尤其对初学者而言难度极大，导致学生对该课程缺乏学习积极性。

BIM技术能使平面施工图纸变成三维模型，重新设置建筑施工技术教学模式。首先，老师通过BIM技术，建立钢筋、土建模型，模型可任意切剖，或对旋转角度进行调整。其次，学生可按照三维角度解读建筑工程，并将其与二维图纸相结合，采用二维图纸与三维施工图对照模式进行学习，更易于理解所学内容。最后，老师可指导学生应用BIM技术建立三维施工模型，这实际上是一种模拟实践方式，有利于对学生图纸检验能力、识图能力进行培养与锻炼。

2.2 施工技能学习中BIM技术的应用

施工技能学习是建筑施工技术的核心部分，从传统教学模式上看，大多首先由老师对理论知识（如施工技术、施工流程等）进行讲述，然后向学生播放建筑施工视频，使学生了解基本施工环节和内容。然而，施工视频内容并不完整，在这种情况下，教师只能运用PPT展示学习内容，不过施工中涉及的关键技术难以用语言表述。

BIM技术能融合数字三维建模、虚拟现实、BIM三种技术，可数字化模拟建筑建造过程，将施工顺序展现给学生，使学生明确建筑施工顺序，了解施工中的重点、难点，使学生犹如置身于施工现场，有利于激发其学习兴趣，提升建筑施工技能教学效果。

2.3 土方工程施工中BIM技术的应用

土方工程施工学习难点在于计算土方工程量、明挖法施工流程等，老师要指导学生课前预习相关内容，包括地质勘探报告、工程概况等，然后引入问题，如：“土方工程包括哪几个施工环节？”通过提问引入接下来的学习内容，完成书本内容讲解后，老师可进行案例分析，于地图上指出工程位置，结合地质勘查报告、地形图，明确现场地层情况。当学生对工程性质有所了解后，老师需利用BIM技术模拟施工现场。

BIM施工现场流程：将工程信息导入Civi13D中，设置放坡曲面，使原始地形曲面、放坡曲面两者融合，获取三维效果、二维图纸。设置放坡场地，对放坡投影轮廓线进行绘制，完成放坡绘制操作后，利用对象查看器对放坡曲面进行观察，获取三维模拟效果。利用BIM技术虚拟建筑施工后，老师需布置课后作业，如要求学生采用不同方式对土方工程量进行计算，并对比计算结果准确度。

2.4 混凝土工程施工中BIM技术的应用

所谓混凝土工程施工，就是指根据建筑施工要求，采用模板浇筑将混凝土、钢筋材料制作成各类构件的施工过程，具有工艺复杂、施工内容多等特点。在学习混凝土工程施工中，教师首先要把施工图导入BIM软件内，从而得到混凝土三维结构，并对其透明度进行调整，显露隐蔽钢筋，将各种钢筋构造展示出来，如门框墙、框架梁、框架柱等。学生可利用BIM技术观察钢筋节点构造情况，便于将钢筋混凝土施工环节与技巧掌握，将理论知识应用于建筑施工中。

2.5 基坑施工中BIM技术的应用

基坑工程施工难度非常大，它涉及土力学稳定性、典型强度、支护结构等知识点，若单纯讲解理论知识，学生并无法理解透彻。基坑工程施工就是指锚杆、钢板桩、地下连续墙、土钉墙等支护方案施工，是建筑施工技术中的重要内容，实践性较强，采用BIM技术对学生进行基坑施工教学，有利于使学生更易于理解施工过程。

在上课之前，老师需将基坑施工图纸导入BIM软件内，对三维模型进行构建，向学生讲述各种基坑工程的适用条件以及结构类型。BIM技术能完成动画、渲染、建模等功能，便于师生从直观角度观察基坑施工环节。除此之外，老师还可对基坑支护形式进行更换，补充混凝土标号、土层容重等教学内容。基坑施工学习难度相对较大，教师在该课时上可能需要花费更多时间，在有条件情况下，可结合工程实践辅助教学。

结语：

BIM技术在建筑施工技术中的广泛应用，为建筑施工技术的发展带来了新的发展途径。很多技术人员会在建筑施工整体开展前，利用BIM技术对整个工程项目进行系统的虚拟分析，了解建筑施工项目的施工内容。针对BIM技术日后在建筑施工技术中的应用，需要在现阶段针对BIM技术在具体的教学过程中对学生展开系统的理论知识传授，让学生认识到在建筑施工技术中结合BIM技术进行实际操作的重要性。本文主要以建筑施工技术中的“建筑工程施工图识读”相关课程作为例子对实际课程的展开进行系统的讲解，以期给相关的行业人员提供参考。