论装配式钢结构施工中BIM技术的应用

艾 巍

（中国电建集团湖北工程有限公司，湖北 武汉 430040）

BIM技术是指建筑信息模型，是对建筑施工技术的创新。利用BIM技术进行装配式钢结构施工，能够利用建筑工程现有信息建设三维模型，使装配式钢结构能够更加立体化，如果钢结构存在不合理的情况，施工单位能够及时发现，并对钢结构进行科学合理的调整。BIM技术能够针对钢结构施工中出现的各类问题进行解决，方便施工单位对钢结构施工进行全面化的分析和了解，从而为钢结构施工质量提供保障。

1 BIM技术概述

BIM是指建筑信息模型，是一种在计算机辅助设计等技术基础上发展起来的多维建筑模型信息集成管理技术。建筑施工项目信息量巨大，并且项目形式复杂。建筑工程项目信息具有表现形式多样化的特点，如设计阶段的设计图纸、成本预决算文件等；各种建筑工程信息之间相互影响，如设计变更会引发工程成本、工程进度等的变化；建筑项目产生源头较多，参与项目的单位也较多，不同参与单位都需要制定合理的建筑目标；建筑项目多变性及抗干扰性能力较差，由于建筑施工项目具有较强的复杂性使得影响项目的因素多，导致工程信息呈现出不断变化趋势。在建筑施工过程应用BIM技术，能够对工程项目全寿命周期内各阶段的工程数据进行积累、扩展、集成和分享。BIM技术所形成的建筑模式统一，能够讲建筑工程从规划到运营过程中所产生的工程信息逐步整合，最终形成建筑模型，施工单位以及其他参与单位提供施工信息依据。运用BIM技术进行建筑工程施工，能够帮助建筑单位对工程造价、项目工期以及工程质量等核心内容进行管理，可以看出BIM技术在建筑施工中应用的优势以及作用巨大。利用BIM技术，可以提高建筑施工设计质量，保证建筑工程项目预算符合建筑企业实际需求，提高生产效率、节约成本，还可以控制设计变更，降低设计、招投标与合同执行的风险。

2 BIM技术特点分析

2.1 具有协调性

建筑工程施工过程中涉及到的部门较多，BIM技术在施工中应用，可以对施工内容、数据信息等进行整合，为施工工作提供加多的数据依据，保证施工作业能够顺利展开。BIM技术在建筑施工中应用，能够对施工流程进行协调，减少施工过程中存在的各类问题，也能够避免外界因素对施工质量造成影响。针对于建筑施工中无法解决的难题，可以利用BIM技术结合实际信息，建设立体化的三维模型，并对模型进行适当调整，有效解决施工过程中存在的问题，提高施工质量。

2.2 具有优化性

建筑施工过程中，参与方要能够与施工单位共同参与，并针对于施工技术难点进行优化，保证施工作业能够顺利展开。BIM技术模型包含的数据信息较多，利用模型能够对建筑结构具有全面性的了解。BIM技术构建的建筑工程模型，包含建设设计、实际施工都考虑在内，并能够对建筑工程结构进行优化，做好施工过程中质量控制问题，从而提高施工效果。

2.3 具有可视化性

利用BIM技术构建钢结构模型，能够把钢结构信息更全面地展示在施工人员面前，实现装配式钢结构可视化，有效降低施工人员在施工过程中出现失误的情况，并且还能够规避施工风险，提升施工精细化程度。BIM技术具有可视化性，设计人员可以根据装配式钢结构实际情况进行设计，能够有效提高施工过程的质量以及效果。针对于施工方案中存在的问题，可以根据BIM技术模型进行调整，保证装配式钢结构施工方案更加完善。

2.4 具有模拟性

BM技术装配式钢结构施工中应用，可以对施工的各个环节进行模拟。建筑施工单位在进行装配式钢结构施工过程中，施工人员可以根据BIM技术模型制定合适的应对措施，有效减少施工问题的出现，提高装配式钢结构施工质量。BIM技术可以利用立体的单位图像对装配式结构进行展示，模拟出施工现场的实际环境，根据模拟的施工环境，判断出施工过程中存在的影响因素。随着科学技术的不断发展，BIM技术已经逐渐实现构建四维图像，保证模拟图像更加全面。

图1 BIM技术特点

3 装配式钢结构施工中BIM技术的应用

3.1 构件拆分

装配式钢结构施工过程中应用BIM技术，需要将装配式钢结构参数等导入到模型软件当中，根据实际参数建设建设一个三维立体结构模型。装配式钢结构模型主要是包括钢结构的详细信息以及施工材料。形成基础结构模型后，需要技术人员对装配式钢结构进行修正，保证符合钢结构的实际施工情况，完成优化后可以对结构模型构件进行拆分。

3.2 埋件布置

装配式钢结构在施工过程中需要考虑埋件位置，保证埋件位置的精确性，保证整体结构的稳定性。在进行构件掩埋的过程中，需要严格遵守埋件布置规则进行布置。技术人员需要利用BIM技术构建出埋件的内嵌孔，并对梁柱模板中的钢筋吊环形状进行优化和设计，合理安排钢筋的吊环位置。在布置预制柱埋件的过程中，需要建设专门的预制柱内嵌孔，确保预制柱能够与墙体进行有效连接。装配式钢结构中钢板的高度需要根据实际施工要求进行确定，使模型构建更加符合施工实际情况。

图2 装配式钢结构构件拆分示意图

图3 装配式钢结构埋件布置示意图

3.3 场地布置

BM技术能够对施工现场复杂的环境进行模拟，从而帮助施工人员能够确定合理的施工方案，也可以利用BIM技术，根据实际的施工方案构建合适的施工模型，有利于帮助施工人员发现施工方案中存在的问题，及时对施工方案进行优化和改善，选择最佳的施工方式进行施工。在施工过程中，BIM技术主要能够进行施工模拟和场地布置。装配式钢结构施工过程中，需要将构件运输到施工现场进行组装，之后才能够进行施工。在进行构件组装存放前，需要将构件进行合理存放，避免构件出现损坏的情况，从而影响施工的顺利进行。BIM技术应用可以模拟施工现场的场地布置，将施工现场划分为施工区、备料区、办公区和宿舍区，保证能够将构件存放在合适的位置。

3.4 采光分析

装配式钢结构施工的主要目的，是能够促进建筑行业向着绿色节能建筑的方向发展。采光耗能分析是建筑是否符合绿色建筑重要的评判标准。采光与建筑窗墙、建筑户型有着较为密切的联系。采光分析过程中需要判断建筑的朝向以及日照间距，从而确定建筑室内采光耗能量。施工人员可以利用BIM技术对建筑采光耗能进行分析，主要分析建筑所产生的能量以及热负荷、冷负荷，通过对上述这几方面的分析，能够对建筑模型进行优化。通过对建筑结构的优化，施工人员可以使用高隔热层的外墙，要能够保证建筑中的冷负荷和热负荷最低，并可以将原来的外墙泡沫夹心混凝土保温层改为高隔热层，有效减少建筑的采光耗能，还能够保持室内温度。

图4 BIM技术4D施工模拟

3.5 节点模型建立

为了能够保证装配式钢结构的稳定性，需要建立节点模型，利用节点模型将钢结构进行连接，避免钢结构不稳定导致制建筑质量出现问题，影响建筑的使用寿命。在进行钢结构的连接过程中，先要应用新型钢结构节点模型，但是由于新型节点连接的方式较为复杂，安装工序较多，施工人员在掌握的过程中存在一定的困难，导致新型节点连接方式难以在实际施工中实施。BIM技术进行节点模型建立，能够提高节点的可视化以及模拟性，有助于施工人员理解节点的安装方式，并且能够让施工人员掌握正确的组装节点，保证装配式钢结构整体稳定性。

3.6 碰撞分析

装配装配式钢结构设计，施工过程中需要对其进行精细化管理。装配式钢结构构件需要严格按照施工要求进行生产和安装。BIM技术的应用能够对装配式钢结构信息进行整合，并且能够避免出现施工过程中人为造成的施工问题。通过BIM技术，能够对钢结构施工进行分析和协调，发现钢结构安装施工中存在的错误，做好施工质量控制工作，避免因为计算错误给建筑企业造成经济损失。BIM技术能够迅速发现图纸中存在的问题，如构件尺寸等错误。

3.7 施工模拟

BIM技术可以将三维模型数据与施工进度进行联系，实现四维模型可视化。施工模拟能够让施工人员更好地理解施工意图，以及施工方案和施工进度。BIM技术建设的装配式钢结构模型，是开展施工的基础，具有较强的针对性以及说明性。施工模拟主要体现在三个方面，其中包括施工环境4D模拟。利用BIM技术模型对施工地形以及相关场景进行模拟，保证模型施工环境更加符合实际情况。施工过程中利用4D模拟能够实现施工过程可视化，对施工过程进行分析，确定施工工序符合施工方案要求，有效加快施工进程。同时还能够对施工方案进行优化，针对施工存在的问题提出更加合适的解决方案，观察施工过程中的施工进度以及施工详细情况，加快施工整体进程。

4 结束语

综上所述，装配式钢结构中应用BIM技术，能够有效提高装配式钢结构施工效率以及质量，延长装配式钢结构寿命。BIM技术可以建立装配式钢结构模型，实现可视化，以便于施工人员发现施工方案中存在的问题，减少施工失误，保证施工质量。