论BIM设计在烧结厂区结构设计中的应用

毕宜华

(中冶北方(大连)工程技术有限公司，辽宁 大连 116600)

0 引言

BIM设计是指利用信息技术通过三维建模对各建筑结构体、空间结构等进行设计，BIM设计优势显著、特点凸出，在厂区结构设计中具有很大的应用价值，尤其是在烧结厂区结构设计中，不仅可以优化结构设计流程、提高设计效率，也可以增强结构设计的可视化、信息化水平。在该设计理念和技术下，设计人员可以直接利用BIM软件建立三维模型，直接将烧结厂区结构数据、信息等通过三维实体模型展示出来，便于现场工作人员进行现场核对，以此确保烧结厂区工程项目施工顺利进行。

1 BIM设计在烧结厂区结构设计中

应用的重要性

BIM设计需要依赖于信息模型技术，该技术功能强大，可以联合现代智能终端进行使用，在信息技术不断发展下，该设计已经广泛应用到了烧结厂区结构设计中，促使该设计发生了较大的变化。且随着自动化技术和智能技术的发展，烧结厂区已经引入了多种现代化生产设备，大幅提高了生产技术的发展，这种变化趋势也对厂房结构提出了更高的要求。对此，在具体的烧结厂区结构设计中，需要充分考虑经济条件、人员条件、生产环境等，确保在厂区结构设计中不断优化流程，以此保障厂区生产质量。总之，BIM设计在烧结厂区结构设计中的应用价值表现在：第一，提高设计图的可视化程序。利用BIM技术进行设计可以提高设计图纸、设计方案的可视化，促使设计师可以和工作人员密切交流，以此降低沟通成本，并促使监理方、施工方都可以更好的理解设计师的意图。第二，提高结构设计的精准性。利用数据库可以搜集、存储、调用各种海量化的结构数据和信息，便于设计师们通过模型图进行结构分析、数据分析，以此调节结构专业和生产实际之间的关系，并根据结构专业科学配置设备、材料等，以此实现多个专业的紧密配合。第三，降低烧结厂区结构专业的施工成本，科学指导施工，促使结构设计和实际施工相结合，实现资源的优化配置，有效提高资源利用效率[1]。

2 BIM设计在烧结厂区结构设计中

的具体应用

BIM设计在烧结厂区结构设计中主要应用在基础设计和上部设计两方面，通过利用BIM技术提高结构设计的科学性，将二维结构图以三维实体形式展现出来，建筑物及其相应管线关系都与实际一样，促使工作人员可以直观的分析结构要点。

2.1 项目概述

该烧结厂项目位于营口，主要由钢铁控股企业负责建设，该工程属于高层厂房，建筑面积约为21万m2，该项目涉及的专业主要包括工艺管道专业、应用设备专业、土建专业、电器检查和渲染专业、协同设计管理专业等。且各专业需要各自建立三维信息模型，以此确保整个烧结厂区结构设计的完整性，通过BIM设计可以实现厂区结构设计的可视化、模拟性、协同化，便于在应用时可以第一时间绘制数据图标、材料表等，以此有效解决后期施工问题。另外，在烧结厂区结构设计中应用BIM设计可以确保烧结厂在整个工程建设中都可以获取到全面、精准的信息数据，以此确保结构设计最优，并在碰撞检查、施工模拟、运营分析下，更好的为烧结厂工程建设服务[2]。

2.2 BIM建模

在各专业进行BIM设计时可以通过BIM建模不断优化设计流程、把握设计要点、提高设计精度，通过BIM技术将专业参数信息、二维图纸、工程量进行综合，以此建立三维数字化信息模型图。利用BIM软件对屋面系统、墙体系统、梁系统等钢结构进行深化设计，并在建立三维模型后，自动导入BIM三维信息模型中，便于各专业之间实现信息共享[3]。在烧结厂区结构设计中先需要进行碰撞检查、模型总装协调、专业协调检查、设备进出通道检查、通行空间检查等，在具体的建模过程中需要遵循操作流程，该操作流程具体分为基础设计、一级检查、二级审核、批准核对等。文件名称、图形、参数标准等都需要根据具体规范进行设计，确保各专业参考模型的统一，最终更好的进行模型大小、精度的控制，比如在标准层设计时需要使用文件资料，在使用尺寸、规格相同的构件时需要使用共享单元。

2.3 基础设计

烧结厂区生产项目、结构设计对基础设计要求高，任何一项项目、结构特点都和基础设计水平有着直接的关系，基础设计不当会影响项目开展，也会影响结构的稳定性，降低厂区结构强度和工程质量，导致厂区在外界环境影响下出现坍塌问题。对此需要利用BIM优化基础设计，保障基础设计质量，比如，在厂区选址中需要重点对地质、水文条件进行分析，将其相关参数信息输入系统中，结合工程地基的规模等指标判断出质量标准等指标判断出结构设计中的薄弱点、风险点等，并制定针对性的解决措施。在厂区内部结构设计中，利用BIM技术可以科学分析地下管道，以此给出最佳设计方案，避免在土方工程施工中出现管道断裂的情况。另外，在厂区基坑工程施工中，通过BIM设计可以将设计、施工、监测工作紧密衔接，促使基坑工程变得立体化、可视化、系统化，通过数据信息共享，确保施工主体之间稳定有序的开展工作，以此确保设计方案的科学、有效[4]。设计人员也可以利用BIM技术对基坑环境参数进行分析、计算，以此把握各环境要素对工程的具体影响，以此降低施工安全风险。

2.4 上部设计

上部设计主要包括承重墙、剪力墙、顶梁柱、横梁、楼梯等构件设计，在早期设计中对于以上设计环节主要采用的是平面设计方法，无法精准的显示出各构件的具体情况，导致后期构件质量和稳定性问题较多，为工程带来了隐患问题，对此需要通过BIM设计来解决以上问题，强化上部设计效果。其具有优化作用表现在：第一，精准计算结构构件强度，在具体的结构施工中可以利用BIM技术优化混凝土钢筋配比，有效避免了材料浪费的问题，且在结构设计中，通过可视化、动态化数据图，确保墙板斜支撑设计中数据的可靠性、全面性[5]。在BIM设计下也可以通过碰撞检测来提高设计水平，促使设计人员也可以根据具体情况不断优化设计，以此保障墙体支撑强度达标。另外，在顶梁和横梁结构设计中，也可以通过BIM设计建立模型图，以此确保各构件的强度和精准度，确保高层结构体荷载均匀分布。最终，在BIM设计下可以将构件作为基本单位对整体结构的质量安全进行检测，最终有效控制造价成本。第二，注重考虑烧结厂建设和运用对结构造成的不利影响，通过BIM设计合理提高构件混凝土材料的强度，使钢筋分布更加科学、合理，确保荷载均匀分布，避免出现裂缝等质量问题。在烧结厂投入运营前，也可以通过BIM设计进行专业问题测试，通过专业协调，对构件位置进行调整，并在设备安装前进行检查，及时发现问题，避免后期进行修改和返工，以此减少工作量，提高工作效率。总之，在BIM设计下可以利用三维可视化界面和操作平台对各专业进行优化、对信息进行集成化处理，以此降低人力、物力成本，最终实现结构设计目标。

2.5 施工组织设计

在完成结构设计后还需要加强施工管理，根据施工组织设计顺利科学组织施工，并根据施工组织设计要求科学安排人员、材料、设备等，在此过程中，还需要重点保证构件施工安全，在把握各结构体设计要点的基础上科学进行施工组织设计。工作人员可以利用BIM软件将施工现场各方面信息数据进行计算，以此优化场地设计，确保施工各环节可以紧密衔接，以此提高材料和设备的利用率，避免返工导致成本增加，以此提高工程施工进度[6]。

2.6 总图绘制

利用BIM软件可以更好的进行施工现场总图绘制，便于施工人员更好的分析现场环境、风险等，根据具体情况进行方案调整，确保工程顺利进行，在当前进行土方开挖和道路平面铺设时常需要用到BIM软件进行一系列专业设计。在完成总图绘制后可以为施工人员提供各定位点的数据信息，便于优化道路设计。

3 结语

总之，BIM设计在烧结厂区结构设计中的应用是建筑工程现代化发展的必然趋势，BIM设计优势显著、适用范围广、智能化和自动化程度高，可以更好的为烧结厂区规划、设计、施工、运营、维护中服务，最终在数据共享中，推动烧结厂建设工程项目的现代化发展。另外，在利用BIM技术进行结构设计时可以提高沟通效率、降低设计成本、优化设计流程、提高设计水平、有效管理数据信息，最终确保烧结厂结构设计目标的实现。