BIM技术在装配式钢结构建筑施工过程中的应用

高建明

（山西建筑工程集团有限公司，山西 运城 044000）

传统形式的建筑施工技术在具体应用期间，会对生态环境产生破坏，在面对这一情况时，相关建筑企业以及部门给予更多重视，在建筑施工期间采用装配式钢结构形式，该结构施工能够达到良好环保效果，减少资源浪费问题出现，因此，在当前建筑工程施工中得到广泛应用。为确保装配式钢结构建筑施工能够达到更好效果，为企业创造更多经济效益、社会效益与生态效益，要将BIM技术优势发挥出来，实现对施工各环节的有效把控。

1 BIM技术内容及特点

BIM技术是建筑信息模型，是将三维数字技术作为基础保障，集成建筑工程中各类信息的工程数据模型，BIM技术属于是工程项目设施实体，以及功能特性的数字化表达。完善、合理的建筑信息模型，能够对建筑工程项目生命周期中不同阶段、过程、资源的连接，实现对工程对象的科学描述，可以为建设项目各个参与方提供更多便利[1]。BIM技术能够为建设项目生命周期当中的工程信息创建、信息管理以及信息共享提供更多便利。此外，建筑信息模型又是一种数字化方式，可以将其应用在设计、建造、管理等环节中，提升工作效率的同时，能够减少风险。BIM技术的特点体现在不同方面中。

1）协调性特点。在建筑工程施工中会涉及到很多不同部门，以及施工作业，通过对BIM技术的应用，能够实现对建筑工程各环节工作、数据资源、文件、资料的整合，协调施工中的各个问题与各项作业，从而避免在后续施工中出现其他问题[2]。如果在施工期间面临很多难题，那么可以使用BIM技术创建三维模型，实现对问题的解决。

2）优化性特点。在建筑工程施工初期阶段中，需要施工方的参与，施工方对于施工方案中的技术难点要有正确认识，同时还要做好技术难点优化工作，推动施工工作的顺利进行。在BIM技术当中涉及到建筑工程几何信息、物理信息，因此，可以发挥BIM技术优势，构建数据模型，从而全面分析在建筑工程项目设计环节、施工环节、加工环节、安装环节存在的技术难点，完善建筑工程设计方案，减少质量问题出现[3]。

3）可视化特点。BIM技术的应用能够构建相应模型，将建筑工程结构、具体情况，更加直观、全面的展现在工作人员全面。工作人员通过分析就可以了解在建筑工程中可能存在的一系列问题，从而在施工中尽量避免失误等情况出现，提升工程施工精度。基于BIM技术具备的可视化特点，设计人员不需要依靠自己的想象构图，降低工作难度。对于设计图纸中存在的不同问题，设计人员也能够及时作出调整，这对于建筑工程施工质量的提升能够起到良好促进作用。

4）模拟性特点。在装配式钢结构建筑施工中，通过对BIM技术的应用，能够实现对各个施工环节的模拟[4]，工作人员根据模拟获得的数据模型，可以制定科学合理的工作措施与应急措施，从而减少施工问题，促使施工技术能够在建筑施工中得到更好应用。此外，BIM技术的应用能够直接展示出三维立体图像，模拟建筑工程景观、环境等，为各环节施工落实提供更多便利。

5）可出图性特点。在建筑工程施工中，BIM技术的应用，并不是单纯为了出具建筑设计院能够出具的具备普遍性特点的建筑设计图纸、构件加工图纸。而是通过对建筑物的可视化、协调、优化之后，出具综合管线图纸、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告、建议整改方案等，其中出具的综合管线图已经经过碰撞检查、设计修改，不存在错误情况。

6）一体化特点。BIM技术可以将其贯穿到建筑工程项目设计到施工的整个生命周期内，实现一体化管理。实际上，BIM技术的核心内容是，计算机三维模型形成的数据库，在其中包含很多建筑信息，比如，工程项目开始设计到建成使用的信息，甚至包括使用周期终结的全部信息，此类信息可以为建筑施工奠定基础。

通过上述分析可以对BIM技术有大致了解，从当前发展中不难看出，在很多国家针对BIM技术已经形成相对成熟的标准、制度。BIM技术想要在我国建筑市场中得到更好发展，要将BIM技术与我国建筑市场发展特点进行相互融合，将国内建筑市场发展需求满足，推动建筑行业朝着高质量、高标准方向发展。

2 装配式钢结构建筑施工中BIM技术的应用优势

2.1 提升建筑工程管理水平

从当前我国建筑行业发展中不难看出，建筑工程体系逐渐朝着成熟化方向发展，同时建筑工程规模也在逐年扩大。相较于传统形式的建筑工程施工而言，装配式钢结构建筑在具体施工过程中[5]，要将建筑工程整体结构拆分为独立的个体，在具体施工期间，工作人员可以直接使用构件、部件进行建筑结构拼装，从而节约更多施工时间成本。在施工中会涉及到很多不同零件结构，为保证零件能够具备较强适用性，发挥出BIM技术优势，工作人员要提前做好数据采集工作以及资料信息工作。在这一过程中，需要使用先进互联网技术做好数据信息采集、分析工作，此类数据信息可以为管理工作的落实，以及管理水平的提升打下良好基础。

2.2 保证施工方案设计质量

设计是装配式钢结构建筑施工中的一项重点内容，设计也是整个建筑工程初始环节。BIM技术的应用，可以提升现场采集工作的有效性与精准性，利用筛选系统实现数据信息的精准筛选，而且能够深入挖掘数据信息的隐藏价值，这对于设计方案质量的提升能够起到良好促进作用[6]。

2.3 实现施工成本全面控制

在施工企业选择过程中，通常情况下为保证公平、公正，推动后续工作的顺利进行，会采用招投标方式，该种方式的应用范围较广，企业之间可以实现良性竞争，同时区域间的竞争转化为全国性竞争，这会在不同程度上影响经济效益、社会效益。中标企业在这一过程中为创造更多经济效益，要在确保整个装配式钢结构建筑施工质量基础之上，节约更多成本。在此背景下，应用BIM技术，能够在最大限度上保证数据信息采集的准确性能够、有效性，利用4D系统创建基础模型，实现对不同施工作业环节的优化，不仅能够达到更好工作效果，而且可以节约更多建筑施工成本。

3 装配式钢结构建筑施工中BIM技术的应用

3.1 在设计环节中的应用

在装配式钢结构建筑施工中，设计环节工作会对整个施工质量、施工进度产生影响，因此，如果在施工中出现设计不合理情况，那么会直接影响施工质量，以及工程项目的按期交付[7]。基于此，对于设计环节工作，工作人员要给予更多重视，并合理应用BIM技术。在将BIM技术应用在装配式钢结构建筑设计环节中，要做好以下几点工作。

1）利用BIM软件开展模拟工作。设计师在传统装配式钢结构建筑施工方案规划、施工图纸设计环节中，要对业主提出的不同要求有正确认识，围绕要求开展设计工作。与此同时，要对以往类似工程项目资料进行查阅与分析，在此基础上，绘制出CAD图纸、建筑物渲染效果图，这样可以将具体业务凸显出来[8]。建筑物渲染效果图属于三维形式效果图，利用的制作软件是3d MAX、Photoshop等，在这一过程中，CAD图纸当中的二维信息无法被全面、科学的展现出来。采用CAD设计方式，在设计工作落实期间，设计人员并没有充分考量整个建筑工程项目具体情况。这一问题的出现，会导致设计的图纸、工作方案等缺乏合理性与可行性，在具体工作开展中，无法满足业主需求，这会对后续施工产生直接影响。

在设计装配式钢结构建筑方案过程中，要合理利用BIM技术，设计师可以创建BIM轻量化模型。此时，要对BIM软件具备的可视化功能、动态漫游功能进行合理利用，实现方案分析，将设计方案中存在的不合理之处及时发现并解决，避免设计方案问题影响范围的进一步扩大。在这一过程中，设计师能够对建筑形态、空间设计作出调整，满足业主对工程项目的需求。比如，工作人员可以对Autodesk Revit软件具备的第一人称视觉模拟性能、动态漫游性能优势发挥出来，这样能够对装配式钢结构建筑内部构造情况有着更加直观的认识[9]。加之对VR技术的应用，能够让设计人员对真正的建筑房间内部有更好感受。也就是将Revit模型导入到DVS3D软件中，利用VR眼镜或者VR投影仪，对显示中的房间进行模拟，采用动态交互方式，分析并观察装配式钢结构建筑具体情况。

在建筑设计方案逐步深化环节中，要将BIM模型导入到专业分析软件中，从而分析室外环境情况、室内风环境情况、能耗情况等。利用性能分析结果，保证建筑设计功能的完善性，提升居民居住舒适度，实现建筑自身的安全稳定运行。

2）利用BIM技术落实参数化设计工作。要对BIM软件中参数化规则体系进行合理利用，创建建筑模型的同时，实现对传统设计模式与设计思维的创新。在开展装配式钢结构建筑方案设计工作之前，要提前做好分析工作，将项目划分成为不同的独立单元板块、互通的单元板块。在板块改进与板块结合过程中，要结合建筑工程实际需求展开，这样能够保证板块合理性，各个板块之间能够实现科学组合。BIM模型当中的钢梁元素、钢柱元素、龙骨隔墙元素等，都是单个独立的小体系，对于此类体系在建筑方案设计环节中要给予更多重视。

3.2 在生产环节中的应用

在装配式钢结构建筑施工中，需要提前进行构件、部件的生产，在工厂中预制，并将预制的构件、部件运输到施工现场进行拼装，从而推动各环节施工的顺利进行。基于此，要重视构件、部件生产环节工作，保证生产的构件质量都能够符合施工需求，为整个建筑工程质量提升打下良好基础。为推动生产环节工作的顺利进行，要做好以下几点工作。

1）及时统计材料与工程量。在BIM模型当中，会包含相应的材料信息，工作人员要结合BIM模型，针对建筑工程施工中所需要的物料数目、零构件数目等进行精准核算。与此同时，要将Revit中的明细表，导出到Excel软件当中，并做好明细表中构件大小、性质、长短等情况的分析工作，减少工作人员工作量，实现对不同规格零构件、不同厚度零构件、不同材质零构件的科学统计[10]。将构件的形状信息、体积信息、数目信息以及切割距离信息输入到Excel表格当中，能够自动获得每个原材料板的利用率数据、废料百分比数据等。

2）利用三维模型，实现对加工工作的科学引导。利用BIM软件，推动局部设计修改工作的顺利进行，完善并更新建筑部品大模型数据信息，这样能够成为LOD400的部品模型。在建筑部品的生产、制作、加工环节中，能够直接调取建筑部品模型的三维直观图。例如，在装配式钢结构建筑工程中，钢结构深入化设计是一项重点工作，在这一过程中，可以使用BIM模型做好设计内容色深入分析工作，为钢结构加工图纸设计、施工图纸设计奠定良好基础，保证钢构件生产制作工作，以及施工安装工作，都能够符合实际施工需求。钢结构加工图纸质量以及安装图纸质量，会直接影响构件生产制作质量与组拼安装质量，而且还会对建筑工程施工质量，与整体造价成本产生影响。基于此，在施工现场工作人员要严格按照图纸、方案做好钢构件安装工作与拼装工作。在深化设计过程中，如果钢结构模型等级在LOD400以上，那么BIM软件可以将钢结构支撑体系中大批构件相连之间的节点直接展现出来。在这一过程中，能够减少人工节点描绘环节、统计环节。这不仅能够提升构件加工精度，提升加工效率，而且能够在一定程度上防止人工带来的误差问题。保证钢结构模型的专业性、规范性，这样才能保证最终构件详图的精确性、科学性，尽量避免在施工安装期间出现偏差情况，为整个施工节约更多成本。

3）构件详细信息查询。Revit软件能够实现对工程图纸的科学划分，将工程图纸划分为构件生产加工图、后期施工图等。Revit软件在应用过程中，还能够输出钢构件文件，在文件中包括钢构件形状信息、尺寸信息、体积信息以及性质信息等，可以将文件导入到Navisworks当中，从而实现对施工流程的模拟，提升完成施工设计方案验证工作。钢结构节点深化工作在具体落实期间，要确保可以发挥出BIM技术优势，通过该种方式，能够节约更多施工原材料，钢结构定位的准确性与便捷性也能够得到保障，实现降本增效。在创建材料BIM数据库过程中，可以将BIM材料管理体系作为参考，为参与到工程项目中的单位，信息查阅、信息分析提供更多便利，这对于项目部的材料管理能力、决策能力的提升能够起到良好促进作用。如果在装配式钢结构建筑施工期间出现工程变更情况，BIM能够实现动态保护，针对出现的变更材料数目，进行科学合理的统计、整理，为后续物品采买工作、生产加工工作提供保障。在构件出厂环节中，BIM技术与RFID技术可以同时应用，在保证建筑构件质量的同时，确保信息传递过程中的完整性。BIM模型以及机器设备的应用，能够根据建筑部品设置相应的二维码图案，这样无论是在构件输送环节，还是在构件施工环节，通过扫描二维码，就能够获得相应的构件数据信息，为相关工作人员查询等工作落实提供更多保障。

3.3 在施工环节中的应用

在施工环节，施工人员要发挥出BIM技术优势，为各环节施工工作的落实奠定良好基础，保证施工质量与施工效率。在将BIM技术应用在施工环节中，要做好以下几点工作。

1）4D应用。在装配式钢结构建筑施工过程中，通过对4D模拟的应用，能够模拟不同施工方案，工作人员根据具体模拟情况进行分析，从而选择最为科学的施工方案。针对施工技术能够实现虚拟演练，从而帮助工作人员明确在施工期间可能会出现的一系列问题，结合具体情况给出预防措施、应急措施，尽量避免问题的出现。装配式钢结构建筑是将生产商加工的构件，在施工现场拼装，想要实现各个构件的顺利装配，要尽量避免出现碰撞情况。此时，可以采用4D模拟方式，实现对建筑工程施工的模拟，从而实现对各环节施工流程的管控。4D模拟的实现要合理应用先进软件，最为常用的软件是Navisworks，Navisworks软件根据标准规定，推动MicrosoftProject进度、BIM模型的自动关联，以及Timeliner模板与进度规划的有效连接，这样能够保证不同部品构件都能够具备时间参数，这对于三维模型与时间数据之间的相互结合能够起到良好促进作用。还可以对Revit软件当中的输出模块进行合理利用，通过该种方式，能够将原本装配式钢结构建筑模型中的.rvt格式转化为.nwc格式，需要注意的一点是，要保证可以使用Navisworks软件将.nwc格式模型打开。Navisworks功能模块与进度规划之间可以实现相互关联，选用不同构件集合，并对接进度计划，在此基础上，创建4D模型，这样能够确保进度计划具备可视化特点。因为BIM进度模型本身具备可视化、多维化特点，所以进度计划工作人员可以直接了解施工时间节点情况，使得进度计划的合理性与科学性得以保障。

通过上述分析能够发现，BIM模型与进度计划彼此之间具备一定关联性。在4D模型中通过时间信息与空间信息的整合，可以全面提高计划可视性。针对施工进程以及与施工各环节关联的点进行模拟，从而展现出建筑工程施工的动态状况。还可以利用4D进度模拟模型，对工作具体开展情况进行观察、分析，通过该种方式，能够了解施工环节的重点、难点内容，分析施工期间造成差异的原因，并对施工方案、施工计划作出相应调整，推动后续施工的有序开展。在建筑工程项目中，通过4D进度模拟帮助工作人员更好的控制进度，掌握不同构件施工具体情况、重要时间节点，这对工程项目的按期交付具有重要意义[11]。

2）利用BIM技术实现对施工方案的模拟。在装配式钢结构建筑施工过程中，可以对施工重要节点处进行模拟，尤其要做好局部施工流程的仿实模拟。BIM技术在这一过程中，可以利用BIM模型将施工节点安装顺序，采用动态化方式呈现出来，帮助工作人员了解具体情况，为后续施工方案优化，以及施工工作的落实奠定良好基础。通过动态模拟帮助工作人员掌握重要节点，从而推动各环节施工工作的顺利进行。

总之，在施工环节中，施工人员必须要对BIM技术的重要作用有正确认识，将其应用在不同环节中，模拟施工流程、明确重点施工环节，从而严格按照流程、规定落实各项施工工作。通过该种方式能够确保各环节施工质量都能够符合规定标准，减少质量问题、安全问题出现。

4 结语

综上所述，为推动装配式钢结构建筑施工的顺利进行，工作人员要对BIM技术有正确认识。要意识到将BIM技术应用在装配式钢结构建筑施工环节，不仅能够提升施工管理水平、降低施工成本，而且能够保证各环节施工质量。在此背景下，根据工程项目具体情况，将BIM技术应用在设计环节、生产环节以及施工环节中，为各环节施工提供更多便利，同时还要可以对施工流程、施工方案、施工图纸等进行模拟，及时发现在其中存在的不同问题，并给出针对性调整措施，保证施工流程、施工方案以及施工图纸的合理性、有效性。保证各项工作都能够严格按照规定、流程进行，推动装配式钢结构建筑的更好发展。