基于BIM技術的裝配式建筑鋼結構布局優化

王舟

（中建二局第一建筑工程有限公司）

1 引言

在傳統建筑模式和建造方法中，進行建筑結構設計時，鋼筋混凝土往往作為最核心的建筑材料和建筑結構之一，運用在土木工程建筑中。但隨著時代的發展，科技的進步，鋼結構的運用也日益完善，同時，鋼結構的運用優勢，使得其在建筑工程行業中運用的廣泛性不斷顯現，現今鋼結構已成為建筑行業中最常用的結構之一。而由于其具有的特殊特點和優勢，在進行基礎發展時，以鋼結構技術為基礎的新型建筑結構模式也在不斷發展，不僅給現代建筑行業帶來蓬勃生機，同時也給未來建筑行業指明方向。在經濟發展浪潮中，基于BIM技術發展下的鋼結構建筑模式，不僅受到了國內外專家的一致推崇，同時也受到了施工單位的青睞，為建筑行業發展提供動力。

2 基于BIM技術的裝配式建筑鋼結構運用優勢

2.1 有利于獲得更好的施工建設效果

裝配式鋼結構建筑雖然在整體質量上相對較輕，但其在實際應用中的強度和功能性卻能達到一定水平。對工業建設和建筑工程行業的適應度極高，不僅能夠有效縮短工期，對材料應用的規范性要求也相對較高，這有利于進一步提高材料使用效果[1]。

2.2 有利于提高建設質量和效率

裝配式建筑不僅符合實際的建筑工程需要，同時更符合施工成本控制，在鋼結構和構件實際生產時，大多數可以在工廠內部完成，可以進行批量化生產，因此，極大程度上改變了以往傳統的建筑構件生產模式，不僅有利于企業轉型，同時還有利于建筑科技升級，為建筑工程帶來便利，在進行實際運用時更加快捷[2]。

同時，BIM技術裝配式鋼結構布局與施工中的大力推廣和應用，還能對工程整體質量進行提升。在進行實際施工過程中，裝配式鋼結構建筑可以將整個建筑拆分成各個零部件，進行分別加工，同時，由于裝配式鋼結構建筑本身的特點，在進行實際結構制作時，往往都在生產車間進行，可以減少環境對配件生產工作的影響。同時，跟以往的傳統施工過程相比，不僅大大減少了安裝過程，也對安裝工藝進行了精簡，減少了操作過程失誤[3]。同時，由于在進行結構建造時，其內部施工環境減少了施工現場環境給實際工程帶來的影響，減少了工程施工對天氣因素的依賴性，降低了天氣給施工帶來的不穩定因素，提高了施工質量。因此，在對施工過程進行質量控制時，可以減少不穩定因素帶來的影響，專注于控制可控因素變量帶來的施工質量影響，對進一步提高施工質量，擴大施工范圍，提高整體施工速度和效率，打下堅實基礎。

3 基于BIM技術的裝配式建筑鋼結構布局優化

3.1 BIM技術的應用要求

在進行建筑實際設計前施工者和建筑圖紙設計者應對相關環境進行進一步考察和了解，制定出合理科學的施工方案，以供后續施工使用。然而，在現階段，由于傳統二維平面施工圖紙和設計方案的限制，使得在進行實際方案論證時，不僅給施工設計來困難，同時也給方案審查帶來一定難度。因此，為了避免此類影響因素為工程后續施工帶來的影響，在進行工程建設時，可以充分利用基于BIM技術裝配式鋼結構建筑施工體系優勢，給以往傳統的施工建筑體系進行優化改革，在進一步增強建筑設計功能性的同時，提高相關工作的質量。傳統圖紙在新技術下可以呈現出更深層次的含義和功能，并同時具有可視性和理解性，涉及相關問題，能夠在前期方案審查時得到解決，為施工質量的強化和施工水平的提高打下基礎。

傳統的施工圖紙和施工設計方案，常常采用二維平面設計圖的方式進行設計，因此，不具備可視性和理解性，在進行方案審查和方案實際操作時，具有較大困難。此時，可充分利用BIM技術帶來的優勢，在傳統二維平面施工技術圖紙的基礎上，對整個建筑工程開展全面的信息調研和收集工作，并在這二者工作的基礎上，建立三維立體模型即BIM模型，不但能夠提高設計圖紙的透視性，還能增加相應人員對設計方案的理解能力。現階段所采用的模型建立模式，常常是利用軟件平臺對相應結構的受力模型進行三維建設。同時，在模型建立時，應該及時對建筑物內鋼結構的所有連接處和裝配細節進行詳細深化，進一步細分模型建設區塊，使相關問題能夠直觀表達在模型上。同時，在進行受力結構模型創設時，整體受力情況對模型受力情況有一定影響，因此，在進行受力分析時，應對大型結構展開分塊處理，進一步強化受力模型的真實性和可靠性[4]。

3.2 針對性優化措施分析

BIM技術能夠貫穿裝配式建筑的全過程，從結構、建筑、安裝以及裝飾等多方面進行優化。具體包含了設計、生產、運輸、吊裝、安裝、運營等多個方面。

1）優化施工設計

對傳統裝配式建筑鋼結構進行優化的工作，核心之一便是如何將BIM技術順利融入工程操作和工程建設當中。因此，在進行相應設計工作和施工建設工作前，BIM技術人員應及時對施工方案和設計圖紙進行深入科學的調查，充分了解設計圖紙信息和施工環境結構信息，使三維模型能夠獲得充分有效的信息，同時對設計圖紙進行進一步優化，充分發揮設計圖紙對整個工程項目的導向和引導功能。

2）深化模型

BIM技術人員不僅要合理分析設計圖紙三維模型的受力圖，同時還需要對內部進行全面分析和系統檢查，充分了解受力情況和相應點的連接情況，在檢查中及時發現模型內部問題和連接處接口缺失等問題，并同時對詳細位置進行問題解決，盡早在施工前處理問題，保證施工過程的順利穩定。

3）優化構件組裝

BIM技術在裝配式鋼結構施工中貫穿全程，在實現模型可視化，協同化，參數化的同時，還可以對構件進行拆分和優化，保證相關施工構件尺寸合理，符合施工要求。另外在構件的組裝中可以通過BIM的鋼筋碰撞技術，解決構件外伸鋼筋碰撞問題，主要可以通過三維效果進行預制鋼筋的綁扎和吊裝模擬等，確保在實際施工時能夠實現高質量組裝。

4）吊裝方案選擇

利用BIM技術進行施工指導，可以通過其可視化技術對關鍵節點動作進行提前演示，以達到預期的施工效果。同時，可以對運輸車輛相關機械的布置等信息進行預先規劃。在模擬演習中進行合理的施工計劃安排，同時能夠精準控制問題，實現施工進度的合理規劃，并提前對吊裝施工場地進行布置，并從多種方案中擇優進行選擇。

5）提升管理效率

在BIM技術支持下，相關施工單位和企業可以及時獲取裝配式建筑的三維立體信息模型，同時，還可動態獲取施工進度和模型圖，及時對施工動態情況和進展情況進行了解，有效增加了施工現場相關工作人員對施工步驟和具體進展情況的認知，同時還增加了相關企業對施工進度的了解。在此基礎上，不僅可以對裝配式建筑鋼結構的整體建筑質量和建筑模型進行嚴格管理和控制，同時還能有效建立相應管理模式和管理方法，進一步增加管理效率，提高建設工程管理質量。

在對施工現場進行具體管理時，不僅可以利用三維模型數據對相應技術進行答疑解惑，出現問題的概率也會大大降低，同時還能促進相關技術使用者對建筑的進一步了解。

4 結語

通過上述分析可以看出，不僅是在建筑工程建設質量和建設進度領域，同時，在綠色環保理念的貫徹實施下，采用BIM技術對裝配式建筑鋼結構進行合理優化，不僅可以促進建筑工程質量的上升，還能從根本上改善現代住房技術問題，進一步解決建筑行業產能過剩的情況。BIM技術是新時代建筑發展過程中的重大突破和有效途徑，為進一加深鋼結構功能性、簡化操作步驟、方便管理控制提供了良好的平臺。