BIM 在裝配式鋼結構工程中的技術應用

潘偉

（安徽萬緯工程管理有限責任公司，安徽 安慶 246001）

引言

裝配式建筑因采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理的建筑模式，相較傳統的建筑模式，既提升了住宅品質和效能，又加快了施工進度降低了事故率，充分體現了綠色建筑“四節一環保”的特點，裝配式鋼結構住宅模式已成為中國綠色建筑的發展方向。

BIM 技術與裝配式建筑的高效結合，有利于實現裝配式建筑的信息化管理，實現生產、加工、施工、安裝的有效聯動。不僅實現了裝配式鋼結構建筑從建筑、結構、機電、裝修的協同一體化設計，還可極大提高建筑施工效率、提升建筑品質與標準。

一、裝配式鋼筋結構概述

（一）裝配式鋼筋結構的優缺點

裝配式鋼筋結構的優點：（1）裝配式鋼筋結構的輕便性極大減少了人工勞動力的輸出。（2）由于其組件大多是由廠家直接安裝好后運輸到施工現場，因而比較其他結構的實施，其技術難度較低，施工速度快。（3）這種材料可以在工程結束拆除后循環利用，因而節能環保效果較好。裝配式鋼筋結構的缺點：（1）材料用量多，造價成本高，對企業經濟效益和工程開展有較大限制。（2）裝配式鋼筋結構的使用性能低于混凝土結構，比如耐熱性差、隔音效果差等。

（二）裝配式結構的建筑特點

現階段的建筑工程中，人們越來越傾向于裝配式鋼結構建筑的使用。裝配式鋼結構在當下廣受歡迎主要是由于其特殊的設計和施工方式，在具體的施工作業中，表現出明顯的工業化特點，符合建筑行業現代化發展的要求。隨著技術的日漸進步，在裝配式鋼結構施工中，通過現代化技術軟件的使用，可以在建模基礎上進行結構分析和設計優化，克服了傳統設計的局限，不僅可以提高設計的總體質量和水平，更可以縮短設計周期。結構內力分析和尺寸設計是裝配式鋼結構設計中的關鍵環節，施工人員需通過專業建模軟件和結構軟件的使用來實現，并且可以很好地進行設計細節優化。這些專業模型具備可視化和協調性優勢，對結構設計起到了重要的輔助作用。從裝配式鋼結構的安裝來看，因為總體的結構相對簡單，再加上構件生產的便捷性，結構中所涉及的鋼構件和預制墻板，均可以實現現場組裝，設計和安裝環節有效結合起來，現場的一切施工作業可有序開展。

二、BIM 技術在鋼結構裝配式建筑中的應用價值

（一）結構的信息化處理

主要是運用BIM 技術建立三維模型，實現可視化，并且結合相關的信息化技術，將相關施工數據和影響因素等信息輸入系統中，運用數據分析，明確準確數值，為工程開展提供可靠的數據支撐。運用該技術不僅能有效控制和合理利用資源，還能起到節約成本的目的，是企業獲得更多經濟利益的重要保證。與傳統建筑工程相比，其可以將實際的工程、結構和各方面專業知識結合起來，然后引入對應的理論和數據，轉化為具體模型。由于涉及內容多、范圍廣，如果用人工方式處理，需要大量的時間和精力，而BIM 信息化處理技術，可以針對實際數據進行篩選和分析，并將工程相關建造信息存儲下來，同時實現信息共享。

（二）提高施工效率和安全性

鋼結構裝配建筑穩定性對于施工質量影響較大，對各類技術要求較高，在工程具體實施過程中，由于信息的不完整性，安裝和配置存在較大差異，可以運用BIM 技術來解決這一問題，保障正確操作，提高施工效率。

三、BIM 技術的運用特點

（一）可視化效果好

BIM 技術對工程的相關信息和數據進行分析和處理，用有價值的正確參數建立對應的可視化模型，工作人員可以結合具體施工階段，了解該階段的詳細情況，明確工作中的重點和難點，針對存在的問題采取措施，做好預防和控制，并調整相關的施工方案。BIM 技術還能實現三維繪圖技術，相比傳統的平面設計來說，其科學性和準確性更高。

（二）靈活性強

在開展鋼筋結構施工過程中，運用BIM技術，可實現全方位檢測和試驗，從而確定具體施工方案，及時調整不合理的地方，以滿足施工要求和標準，保證工程質量和安全。

（三）協調性好

參與的各個建設企業和部門，由于各自的施工內容和權限不同，大多僅針對自身的相關部門進行管理和施工，缺少有效的溝通和交流，當出現問題時，會存在較大的解決障礙，互相推脫責任。而通過運用BIM 技術，以最直觀的三維模型和數據展示，明確問題產生的原因和部位，減少不必要的爭執，為工程的順利開展提供可靠的技術支持。

四、鋼結構在裝配式建筑中的技術制作過程

（一）材料選型

鋼結構在裝配式建筑的施工以及應用過程中，可能會受到不同形式的外界作用，包括荷載、地基不均勻沉降以及自然溫度變化等。鋼結構在加工的過程中，其塑性、強度以及安全性與鋼材的類型有著直接的關系，工作人員需要從性能指標上對鋼結構進行合理的選擇。

首先，針對鋼材的強度，工作人員需要嚴格按照設計規范進行操作，根據建筑位置的不同，其承重性以及抗拉強度也是不同的。例如，在外墻板的選擇上，可以選擇一些自重較輕的鋼板，增強一體化特點，而在內墻上，可以選擇用EC120 板，增強它的美觀性和靈活性；其次，除了強度之外，鋼材還應從冷彎性、沖擊性以及耐久性等方面進行綜合考慮，加強施工過程中的可靠性保障。

（二）鋼結構質量要求

在鋼結構的加工過程中，對于它的質量有著相應的要求，需要有關人員在正式安裝之前，進行相關的檢測工作。首先，鋼結構表面的粗糙程度以及彎曲的弧度應該符合施工技術的要求，注意不同構件的連接方式，提前做好各方面的規劃，保證整體結構的垂直度和水平度，加強在尺寸等方面的審核；其次，鋼結構在安裝現場保管的過程中，為了保證結構部件的質量要求，工作人員需要做好它們的包裝工作，根據環境溫度、濕度等進行精細化管理，加強對鋼結構部件運輸過程中的質量管控。

（三）施工技術應用

將鋼結構運輸到現場后，工作人員需要提前進行現場準備工作，按照尺寸設計方面的要求進行焊接器件的選擇，結合鋼材的規格型號對焊接設備進行試驗，保證其性能符合標準要求；其次，鋼結構的焊接順序通常是需要經過檢查、預熱后，安裝焊接板，然后進行焊接和檢驗工作。施工人員應該按照工序進行操作，加熱到一定溫度后，注意構件連接處的位置，及時就缺陷問題進行整改，必要時可以進行焊縫探傷檢驗。對于鋼結構的典型節點，要嚴格控制工藝參數，做好現場的記錄工作。

五、BIM 技術在鋼結構裝配建筑中的具體運用

（一）設計工作方面

裝配式鋼材結構建筑工程的實際施工中，設計工作屬于是基礎工作，設計工作的前提基礎就是圖紙內容繪制，于此環節當中進行BIM 技術實際應用，其能夠把現場測量所得的諸多數據同施工作業經驗進行有機融合，探析建筑工程當中具體建筑結構的尺寸、材料種類等諸多情況。為了能夠確保采集所得信息數據的精準性，在實際應用BIM 技術的時候，相關工作者可基于專家系統、信息化技術等的實際應用，強化提升校驗工作的精準性與有效性，校驗工作的實際開展中數據資料方面如果存在問題，要求及時、重新地進行測算，確保所有數據信息的真實性與精準性，確保圖紙內容繪制的精準性，規避實際施工中對施工情況進行更改的問題。基于此，要求進行協調設計。在將初稿設計相關工作完成之后，及時地進行優化調整，優化調整初稿設計內容的時候，要求同模型的設計誤差、業務意見以及氣候條件等諸多方面的影響進行有機整合。在BIM 技術的實際應用中，BIM 技術具有銜接作用，通過互聯網相關技術的實際應用，構建信息數據的共享平臺，確保所采集到的諸多信息數據具有全面性、精準性與有效性。在構建綜合性模型的時候，基于BIM 技術的實際應用，對不同系統模型之間的差異進行分析與考量，確保交互信息的精準性，強化設計方案繪制的質量與成效。BIM 技術的實際應用中，對不同節點中的數據信息進行深入分析，基于實際反饋的具體情況，對設計內容進行全面、綜合性調整，以此強化提升建筑工程項目整體的可靠性。對整個建筑工程的工程量進行核算，對比傳統形式的建筑工程，裝配式鋼材結構建筑的測算方式并不相同。例如，在進行建筑工程項目總量的計算工作時，要求全面考量施工現場中的鋼材結構配件、建筑工程施工總量等諸多因素，同時對施工作業量進行匯總，強化提升工程量結果計算的精準性與有效性。基于BIM 技術的實際應用，其可以對信息數據的項目工程總量進行合理估算，同時基于此對專家系統以及信息化技術相關數據資料等進行深入分析，強化計算結果方面的合理性與有效性。

（二）施工組織方面

在設計工作完成之后，就需要進行施工組織方面的工作。這個工作環節當中，要求著重注意對基礎工作落實執行情況的有效管控。實際施工中，施工企業以及相關工作者一定要基于圖紙內容以及實際采集到的諸多信息進行綜合性評定工作，對原始施工材料信息采集體系進行合理構建，明確劃分整個裝配式建筑工程的作業流程，確保施工作業的有序開展。

（三）生產加工環節

在鋼材結構裝配式建筑材料的生產加工中，BIM 技術具有極為關鍵的重要作用，基于BIM 技術的實際應用，其能夠強化提升信息數據采集的精準性與有效性，所以，相關工作者在進行相關參數實際設計的時候，可合理降低容錯率，強化提升鋼材結構裝排式建筑材料的施工質量與成效，同時強化提升項目工程竣工時期的施工質量。

（四）運維作業環節

銹蝕與火災會直接影響到鋼材結構裝配式建筑工程在鋼材結構綜合強度方面的要求，更會對建筑工程的使用壽命產生直接影響。引入和應用BIM 技術，助力于4D 模型方面的實際構建，基于此，通過模型來分析鋼材結構的受力情況，同時進行輔助結構的構建，對維護保養工作內容進行全面定義，強化提升建筑工程項目的后續維護質量與成效，延長建筑工程結構的使用年限。

結束語：綜上所述，在鋼結構裝配建筑施工過程中，其中主要是相關結構的安裝和連接處理，但在現代高層建筑中，由于施工難度較大，包含節點施工較多，容易產生質量問題。通過分析該結構的主要特點和建造優勢，結合BIM 技術提高作業的效率和質量，研究其在具體施工中的應用，明確其重要價值和作用，可以為鋼結構裝配建筑的建造提供科學依據。