BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用研究

于浩泉　孙玮玮　李楠

摘    要：随着近年来我国建筑工业化发展力度的加大，装配式建筑也得到了进一步发展，而作为建筑信息化的主要工具，BIM技术也随着建筑行业的兴起得到进一步发展，同时也极大地促进了建筑业的稳定发展。通过对近年来我国装配式建筑及BIM技术应用相关文献的跟踪研究，本文结合BIM技术及装配式建筑的特点，重点分析了BIM技术在装配式建筑中的有效应用，希望通过本研究能进一步促进我国建筑业健康平稳发展。

关键词：装配式建筑;BIM;信息管理;钢结构;应用

1  引言

随着近年来我国经济水平的进一步提高，环境问题也越来越受到人们的重视，而传统建筑施工方式对环境带来的污染问题比较严重，随着装配式建筑的兴起，其施工过程较为环保、工程效率高、资源浪费率低等应用优势受到业内人士的一致肯定。一些企业为使自身效益得到稳步提升，相继将BIM技术引入到钢结构装配式建筑之中，以便能够深入了解并把控装配式钢结构工程施工。

2  BIM技术的特点

2.1  可视化

可视化就是说能用眼睛看到，BIM技术因其可视化特性能够清晰地向外界展示建筑结构中的各项信息，这种简单直观的方式可以有效降低和避免一些隐蔽工程的失误率，提高了准确度。通过可视化，工作人员再也不需要仅凭想象构图，极大地提高了工作的效率，同时，它还能够让施工人员及设计人员及时发现设计图中的不足之处，以便随时调整，确保了建筑工程质量。

2.2  模拟性

BIM技术能够对项目景观、环境、噪音等进行模拟。BIM不仅有三维立体的图像展示，还可以进行四维（进度）、五维（成本）的模拟。

2.3  优化型

在设计之初，施工方就可以参与进来，对施工中会遇到的困难点、问题点进行施工方案的优化，避免了施工中的变更。

2.4  协调性

BIM技术中协调性的特点是指能够及时协调不同施工环节当中的碰撞问题，减少不必要的麻烦。一旦工程项目施工环节间出现了难题，可充分利用BIM技术协调性特点予以三维模型化处理，避免因二者之间矛盾为工程带来的危害，因此，在此倡导施工单位应充分利用BIM技术，协调各施工环节中的矛盾，确保工程施工质量。

3  BIM技术的優势

在创建BIM模型过程中，首先要获取准确的建筑项目所需数据信息，然后运用数字信息虚拟技术进行仿真处理，得出真实的施工效果图。BIM技术可根据数据库信息，运用三维模型实现建筑工程的高度可视化，多样模拟化，多专业协调化等。合理地将BIM技术应用于钢结构装配式建筑工程项目之中，其实质就是将BIM技术当作一种数字化工具，并以参数化模型对工程中的各类信息进行型归纳集合，使参与建筑项目施工的作业人员都能够及时了解建筑信息，并积极协同工作，不仅能够提高生产效率，还使工期得以优化。

4  装配式建筑的优势

传统的建筑工程施工现场存在过多的高空作业，不仅难以保证施工质量，还存在许多安全隐患。而装配式建筑的所有预制构件生产作业都是在地面上完成的，预制构件的装配也是由专业人员通过机械化操作完成的，不仅能够提高施工效率，还可以保障施工质量，降低安全事故发生率，极大地减少了成本支出，另外，钢模板，木模板等都可以重复利用，对于整个工程项目来说，可节省相当分量的物力与财力资源。传统的建筑施工容易受到气候条件的影响，如遇低温降水等天气，施工进度就会无限期往后延迟，但装配式建筑的大部分作业都是在室内进行的，受外部环境的影响较小，往往都是将这些从室内生产的预制构建运送至施工现场进行安装，受气象条件因素的影响非常小。

5  BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用研究

5.1  BIM建模

将BIM技术应用于工程设计工作之中时，设计人员首先要对建模软件有一个全面认识，以便于推动各项工作的顺利开展。在具工作实践中，相关人员要对自己经常使用的建模软件进行全面分析，加快BIM建模的进程。而在建模方中应首先根据传统的工作系统确定项目样板，以帮助提升后续工作的整体质量与工作效率;另外，设计人员需加快Revit系列软件构建工作。这样的工作方式不仅能使建模工作更加科学与准确，还能有效提升建模工作效率。当各个专业建模工作都完成后，设计人员应及时将建筑模型进行转换，使其成为IFC格式文件，进而形成可供直接使用的BIM模型，助推建筑工程各项工作顺利开展。

5.2  采光能耗

为了能够让绿色建筑理念渗透到建筑项目之中，施工单位应首先通过Revit软件对建筑采光能耗做出深入分析。具体实施中，一定要做到每隔10°就进行一次采光分析，此外，还需适当控制工程区域中的楼间距，必须保证最少有10m的间距。光这些还不够，还要根据采光方向进行建筑模型的构建。

5.3  节点模型构建

为了使钢结构更具稳定，施工人员必须在开展钢结构工程施工过程中加强各节点连接结构稳定性建设。随着钢结构工程施工工艺的进一步发展，节点连接方法也被研发出更多，然而，因为各连接体系比较复杂，且存在很多施工环节，导致一些关键技术不能被施工人员完全掌握，使得钢结构稳定性不够强，达不到建筑设计要求。因此，建筑施工企业在运用BIM技术开展钢结构节点模型构建工作时，可充分利用BIM技术的可视性功能提前打印出相关施工图纸，让施工作业人员对构件有一个更深刻的认识，进而使钢结构工程项目的节点模型构建工作变得更加科学合理。

5.4  碰撞检测

将BIM技术应用于钢结构装配式建筑施工之中，施工人员可严格按照设计施工图纸的真实尺寸进行建模，找出工程设计中所出现的冲突因素，进而通过三维设计予以协调处理，避免再次因工程失误而引发的施工建设问题。BIM技术中的三维技术还具备碰撞检查功能，具体实施起来就是将所有专业放于同一模型之中，并对所有专业的协调结果进行全方位检查校正，提前了解专业间的碰撞、高度上的冲突，使施工方案不断得以优化，最终达到降低因错误施工而造成的返工、重复拆改的可能性，从源头上控制建筑工程整体质量。

5.5  三维校对

在钢结构工程兴起之初，人们在开展钢结构装配式工程施工中往往凭工作经验进行直接观察、分析，这种工作方式容易引起误差，但随着BIM技术的广泛应用，它可以通过多专业领域协同建模，并运用三维可视化功能直观化地开展施工，让各参与方及时了解装配式建筑工作各环节中存在的问题，制定出最终施工方案，确保钢结构装配式建筑工程的整体质量的有效提高，保障工程安全问题发生率的有效降低。

6  结束语

综上所述，合理地将BIM技术运用于装配式建筑工程之中，使其在工程项目全生命周期内发挥出巨大作用，它能够使施工过程中的协调力度得以加大，提升施工安全性，有效减少各专业间的碰撞发生率，相信随着BIM技术水平的进一步提高，它能使装配式建筑的发展前景变得更加广阔。

参考文献：

[1] 沈祖炎，罗金辉，李元齐.以钢结构建筑为抓手推动建筑行业绿色化、工业化、信息化协调发展[J].建筑钢结构进展，2016（2）：1～6.

[2] 何关培.BIM总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3] 黄强.论BIM[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[4] 中国建设行业施工BIM应用分析报告（2017）[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.

[5] 姚程渊，陈烨，吴宣泽等.BIM技术在装配式钢结构工程中的应用[J].山西建筑，2016（10）：61～62.