鋼結構工業建筑改造中BIM技術的應用

(合肥水泥研究設計院， 230051)

鋼結構工業建筑改造中BIM技術的應用

薛 彪

(合肥水泥研究設計院， 230051)

針對目前BIM技術應用于鋼結構工業建筑改造中的缺陷問題，文章分析了BIM技術應用于實踐的優勢與局限，并提出了具體問題優化控制的方法策略，其目的是為相關建設者提供一些理論依據。結果表明，BIM技術在鋼結構工業建筑改造中的作用效果發揮，需通過完善結構設計以及視圖轉換，來強化工程項目三維模擬的準確性。

鋼結構工業建筑改造；BIM技術；Revit軟件；工程模擬

0 .引言;

工業建筑中，鋼結構以其特有的作用優勢，使得市場環境呈現出多元化的發展趨勢。然而，其在實際作用過程中，會受工業建筑改造造價成本、結構設計以及施工精度等問題的影響，而降低改造優勢。基于此，相關建設人員應將現有的科學技術充分重視起來，即通過采用BIM技術，來降低與原有建筑結構形式差異所帶來的影響。即可采用BIM技術，來實現鋼結構工業建筑的改造目標。這是提高工業進行現代化經濟建設水平的重要課題內容，研究人員應在明確其技術應用局限的情況下，找出優化控制的方法策略，從而作用于實踐。

1 .鋼結構工業建筑改造中BIM技術應用優勢

研究表明，BIM技術在鋼結構工業建筑改造中的作用優勢主要體現在三個方面。首先，該技術的應用，實現了模型信息的關聯協同，即通過三維幾何建構與拓撲關系的協同關聯，來進行設計信息、施工信息以及管理信息的全程整合。這里的信息包括：材料特性、構件名稱、成本控制情況、施工項目工序以及工程安全。其次，模型構件識別更新，BIM技術主要作用于設計全生命周期。由于信息模型的構建對象是能夠識別更新的，因此，系統可通過對模型構件信息的統計分析，來生成相關的虛擬形體與文檔圖形。此技術應用不僅能夠服務于同一構件的模型自動識別，還能對不同階段的構件進行修改同步整體更新。最后，整體模型的演化拓展，由于BIM技術監理的整體模型包含了演化拓展的建筑全壽命周期，這就意味著設計模型對象的變更會自動拓展到與之關聯的模型構件中。這樣一來，就實現三維圖紙與三維形體，甚至是四維管理信息的同步演化[1]。

2 .BIM技術在鋼結構工業建筑改造中的應用局限

BIM技術應用的鋼結構工業建筑改造環境存在諸多局限，其中影響最大的問題因素主要體現在三方面，即造價成本、設計難度與施工精度。在鋼結構工業建筑改造的造成成本方面，由于改造帶來的功能變化，使得原有的設計理論方法與目標功能存在較大差異，即空間使用要求、結構要求以及規范強制性條文均存在差異。因此，與新建鋼結構工程建筑不同，建筑改造的設計初期還要對原建筑的建造設計方案與建筑物使用現狀進行充分了解，以實現改造的作用效果。然而，此過程，采用的鋼材量大且價高，這就使得改造工程需要耗費掉大量的人力物力，從而影響了造價成本的控制目標實現[2]。

在設計難度方面，由于鋼結構的設計難度大，結構造型具有復雜且成本較高特點，因此，設計人員必須結合現有鋼結構工業建筑情況，從多種鋼結構構架形式中找出最優的設計方案。此外，還要充分考慮設計使用材料的受力性能和結構荷載分析計算，這就增加了設計施工與維護工作開展的難度。

在施工進度方面，雖然工業建筑建設使用的空間較為開闊且結構跨度相對較大，但其外表皮的圍護結構卻因未受重視而處于較為脆弱狀態。為此，改造技術應用人員需將外表皮的處理作為工作重點，而只有施工精度保證了，才能達到設計賦予的新功能目標。否則，就會破壞原有鋼結構工業建筑的整體風貌。

BIM技術在上述改造局限環境下進行應用，為此，相關建設人員應從實踐角度出發，將現有的科學技術充分作用于結構設計施工使用中，從而加快鋼結構工業建筑行業的快速發展進程[3]。

3 .優化鋼結構工業建筑改造中BIM技術的應用控制策略

3.1 結構設計

BIM技術要想實現作用于鋼結構工業建筑效果，需從設計角度入手，即將需改造的建筑結構輸入到Revit軟件中。而后，分批次輸入改造內容。此過程，BIM技術的作用方式是實現鋼結構工業建筑結構設計目標的核心工作。具體來說，BIM技術與CAD性質不同，其系統中每個構件均是獨立存在的。而且，CAD中的構件大多為簡單的線條或是塊，構件與構件并沒有關聯性。即使是較為先進的CAD軟件也很難作用于更為具體的信息數據。而BIM技術以其可見性與工作集，將各個結構設計細節進行分類，以準確劃分設計責任歸屬。在Revit軟件中完成工作集分配后，就可建立結構構件?？梢娦怨δ芫腕w現在這一方面，即從設計圖紙上可以看出來。當將所有改造結構輸入到BIM軟件中后，工作集形成，若想表達部件，只需對拆除部位進行可見性設計，以獲得改造前的圖紙拆卸內容。而后，就可進行原鋼結構工業建筑的拆除，以進行相關樓層的新建操作。最后，對最后形態設置可見性，以得到最終完成的改造效果示意圖[4]。

3.2 視圖轉換

首先，將設計完成的視圖內容轉存為DWFx文件，以供施工單位隨時利用Design Review軟件進行三維效果查看。這樣一來，就能以直觀的方式獲取鋼結構工業建筑改造的意圖。此外，由于Revit軟件與盈建科軟件是相互貫通的關系，因此，BIM技術應用人員可將模型轉入盈建科軟件來進行結構計算。如果計算的結構強度達不到設計要求，則需進行加固處理。例如，構件的連接處，應采用鋼結構，即鋼梁與鋼柱的連接，來進行加固方式的計算。此過程，當模型傳入時，盈建科構件與Revit族的截面要進行有效匹配。

目前，可供選擇的既能實現加固連接，又能滿足構件與族的截面匹配要求的方法有兩種。其一，原有結構柱截面不動，直接將結構柱匹配成盈建科相同的截面。其二，將原有結構柱匹配成盈建科四角鋼格構式組合截面。要想保證BIM技術的應用控制效果，技術人員要結合工程建設的實際情況，選擇其中一種。即銅鼓比較計算，來確定加固連接方案。以得出第一種匹配方法為例，該方法的應用不僅能夠解決原建筑結構柱的加固局限，還解決了柱子與鋼架的連接問題。在建立模型的過程中，主要是在Revit平臺完成的，其他專業人員也要協同參與設計方案的確定，以提高設計應用的科學合理性。當設計完成后，相關人員要對三維立體管道進行檢查，即通過對施工期間可能遇到的問題進行工程模擬，以提高其應對突發事件的技術處理水平[5]。

4 .結束語：

綜上所述，鋼結構工程建筑改造中BIM技術是控制改造造價成本、提高結構設計質量以及保證施工精度的有效手段，為此，研究人員應在掌握BIM技術應用所處工程建設市場的基礎上，找出優化控制的具體方向，進而加大科學技術的應用力度。事實證明，只有這樣，才能將影響工程建筑改造成果的因素進行控制管理。然而，BIM技術在鋼結構工業建筑改造中的作用效果并未充分發揮出來，所以，研究人員應加大其作用效果的普及，以提高工業建筑的現代化經濟建設水平。

[1]龍從林. 鋼結構工業建筑改造中BIM技術的應用研究[J]. 建筑安全,2017,(04):52-54.

[2]吳曉燕. 基于BIM技術的既有建筑改造應用研究[J]. 建設科技,2016,(12):57-59.

[3]王潤生,王泉,徐靜. BIM技術在鋼結構工業建筑改造中的應用[J]. 青島理工大學學報,2014,(05):33-36+41.

[4]石越,青木信夫,徐蘇斌,吳蔥. BIM技術在歷史建筑信息采集中的應用——以黃海化學工業研究社為例[J]. 建筑與文化,2014,(07):79-81.

[5]曹毅然. 模擬技術在工業建筑節能改造方案中的應用研究[J]. 工業建筑,2013,(01):28-31.

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1007-6344（2017）08-0150-01