論裝配式鋼結構施工中BIM技術的應用

艾 巍

（中國電建集團湖北工程有限公司，湖北 武漢 430040）

BIM技術是指建筑信息模型，是對建筑施工技術的創新。利用BIM技術進行裝配式鋼結構施工，能夠利用建筑工程現有信息建設三維模型，使裝配式鋼結構能夠更加立體化，如果鋼結構存在不合理的情況，施工單位能夠及時發現，并對鋼結構進行科學合理的調整。BIM技術能夠針對鋼結構施工中出現的各類問題進行解決，方便施工單位對鋼結構施工進行全面化的分析和了解，從而為鋼結構施工質量提供保障。

1 BIM技術概述

BIM是指建筑信息模型，是一種在計算機輔助設計等技術基礎上發展起來的多維建筑模型信息集成管理技術。建筑施工項目信息量巨大，并且項目形式復雜。建筑工程項目信息具有表現形式多樣化的特點，如設計階段的設計圖紙、成本預決算文件等；各種建筑工程信息之間相互影響，如設計變更會引發工程成本、工程進度等的變化；建筑項目產生源頭較多，參與項目的單位也較多，不同參與單位都需要制定合理的建筑目標；建筑項目多變性及抗干擾性能力較差，由于建筑施工項目具有較強的復雜性使得影響項目的因素多，導致工程信息呈現出不斷變化趨勢。在建筑施工過程應用BIM技術，能夠對工程項目全壽命周期內各階段的工程數據進行積累、擴展、集成和分享。BIM技術所形成的建筑模式統一，能夠講建筑工程從規劃到運營過程中所產生的工程信息逐步整合，最終形成建筑模型，施工單位以及其他參與單位提供施工信息依據。運用BIM技術進行建筑工程施工，能夠幫助建筑單位對工程造價、項目工期以及工程質量等核心內容進行管理，可以看出BIM技術在建筑施工中應用的優勢以及作用巨大。利用BIM技術，可以提高建筑施工設計質量，保證建筑工程項目預算符合建筑企業實際需求，提高生產效率、節約成本，還可以控制設計變更，降低設計、招投標與合同執行的風險。

2 BIM技術特點分析

2.1 具有協調性

建筑工程施工過程中涉及到的部門較多，BIM技術在施工中應用，可以對施工內容、數據信息等進行整合，為施工工作提供加多的數據依據，保證施工作業能夠順利展開。BIM技術在建筑施工中應用，能夠對施工流程進行協調，減少施工過程中存在的各類問題，也能夠避免外界因素對施工質量造成影響。針對于建筑施工中無法解決的難題，可以利用BIM技術結合實際信息，建設立體化的三維模型，并對模型進行適當調整，有效解決施工過程中存在的問題，提高施工質量。

2.2 具有優化性

建筑施工過程中，參與方要能夠與施工單位共同參與，并針對于施工技術難點進行優化，保證施工作業能夠順利展開。BIM技術模型包含的數據信息較多，利用模型能夠對建筑結構具有全面性的了解。BIM技術構建的建筑工程模型，包含建設設計、實際施工都考慮在內，并能夠對建筑工程結構進行優化，做好施工過程中質量控制問題，從而提高施工效果。

2.3 具有可視化性

利用BIM技術構建鋼結構模型，能夠把鋼結構信息更全面地展示在施工人員面前，實現裝配式鋼結構可視化，有效降低施工人員在施工過程中出現失誤的情況，并且還能夠規避施工風險，提升施工精細化程度。BIM技術具有可視化性，設計人員可以根據裝配式鋼結構實際情況進行設計，能夠有效提高施工過程的質量以及效果。針對于施工方案中存在的問題，可以根據BIM技術模型進行調整，保證裝配式鋼結構施工方案更加完善。

2.4 具有模擬性

BM技術裝配式鋼結構施工中應用，可以對施工的各個環節進行模擬。建筑施工單位在進行裝配式鋼結構施工過程中，施工人員可以根據BIM技術模型制定合適的應對措施，有效減少施工問題的出現，提高裝配式鋼結構施工質量。BIM技術可以利用立體的單位圖像對裝配式結構進行展示，模擬出施工現場的實際環境，根據模擬的施工環境，判斷出施工過程中存在的影響因素。隨著科學技術的不斷發展，BIM技術已經逐漸實現構建四維圖像，保證模擬圖像更加全面。

圖1 BIM技術特點

3 裝配式鋼結構施工中BIM技術的應用

3.1 構件拆分

裝配式鋼結構施工過程中應用BIM技術，需要將裝配式鋼結構參數等導入到模型軟件當中，根據實際參數建設建設一個三維立體結構模型。裝配式鋼結構模型主要是包括鋼結構的詳細信息以及施工材料。形成基礎結構模型后，需要技術人員對裝配式鋼結構進行修正，保證符合鋼結構的實際施工情況，完成優化后可以對結構模型構件進行拆分。

3.2 埋件布置

裝配式鋼結構在施工過程中需要考慮埋件位置，保證埋件位置的精確性，保證整體結構的穩定性。在進行構件掩埋的過程中，需要嚴格遵守埋件布置規則進行布置。技術人員需要利用BIM技術構建出埋件的內嵌孔，并對梁柱模板中的鋼筋吊環形狀進行優化和設計，合理安排鋼筋的吊環位置。在布置預制柱埋件的過程中，需要建設專門的預制柱內嵌孔，確保預制柱能夠與墻體進行有效連接。裝配式鋼結構中鋼板的高度需要根據實際施工要求進行確定，使模型構建更加符合施工實際情況。

圖2 裝配式鋼結構構件拆分示意圖

圖3 裝配式鋼結構埋件布置示意圖

3.3 場地布置

BM技術能夠對施工現場復雜的環境進行模擬，從而幫助施工人員能夠確定合理的施工方案，也可以利用BIM技術，根據實際的施工方案構建合適的施工模型，有利于幫助施工人員發現施工方案中存在的問題，及時對施工方案進行優化和改善，選擇最佳的施工方式進行施工。在施工過程中，BIM技術主要能夠進行施工模擬和場地布置。裝配式鋼結構施工過程中，需要將構件運輸到施工現場進行組裝，之后才能夠進行施工。在進行構件組裝存放前，需要將構件進行合理存放，避免構件出現損壞的情況，從而影響施工的順利進行。BIM技術應用可以模擬施工現場的場地布置，將施工現場劃分為施工區、備料區、辦公區和宿舍區，保證能夠將構件存放在合適的位置。

3.4 采光分析

裝配式鋼結構施工的主要目的，是能夠促進建筑行業向著綠色節能建筑的方向發展。采光耗能分析是建筑是否符合綠色建筑重要的評判標準。采光與建筑窗墻、建筑戶型有著較為密切的聯系。采光分析過程中需要判斷建筑的朝向以及日照間距，從而確定建筑室內采光耗能量。施工人員可以利用BIM技術對建筑采光耗能進行分析，主要分析建筑所產生的能量以及熱負荷、冷負荷，通過對上述這幾方面的分析，能夠對建筑模型進行優化。通過對建筑結構的優化，施工人員可以使用高隔熱層的外墻，要能夠保證建筑中的冷負荷和熱負荷最低，并可以將原來的外墻泡沫夾心混凝土保溫層改為高隔熱層，有效減少建筑的采光耗能，還能夠保持室內溫度。

圖4 BIM技術4D施工模擬

3.5 節點模型建立

為了能夠保證裝配式鋼結構的穩定性，需要建立節點模型，利用節點模型將鋼結構進行連接，避免鋼結構不穩定導致制建筑質量出現問題，影響建筑的使用壽命。在進行鋼結構的連接過程中，先要應用新型鋼結構節點模型，但是由于新型節點連接的方式較為復雜，安裝工序較多，施工人員在掌握的過程中存在一定的困難，導致新型節點連接方式難以在實際施工中實施。BIM技術進行節點模型建立，能夠提高節點的可視化以及模擬性，有助于施工人員理解節點的安裝方式，并且能夠讓施工人員掌握正確的組裝節點，保證裝配式鋼結構整體穩定性。

3.6 碰撞分析

裝配裝配式鋼結構設計，施工過程中需要對其進行精細化管理。裝配式鋼結構構件需要嚴格按照施工要求進行生產和安裝。BIM技術的應用能夠對裝配式鋼結構信息進行整合，并且能夠避免出現施工過程中人為造成的施工問題。通過BIM技術，能夠對鋼結構施工進行分析和協調，發現鋼結構安裝施工中存在的錯誤，做好施工質量控制工作，避免因為計算錯誤給建筑企業造成經濟損失。BIM技術能夠迅速發現圖紙中存在的問題，如構件尺寸等錯誤。

3.7 施工模擬

BIM技術可以將三維模型數據與施工進度進行聯系，實現四維模型可視化。施工模擬能夠讓施工人員更好地理解施工意圖，以及施工方案和施工進度。BIM技術建設的裝配式鋼結構模型，是開展施工的基礎，具有較強的針對性以及說明性。施工模擬主要體現在三個方面，其中包括施工環境4D模擬。利用BIM技術模型對施工地形以及相關場景進行模擬，保證模型施工環境更加符合實際情況。施工過程中利用4D模擬能夠實現施工過程可視化，對施工過程進行分析，確定施工工序符合施工方案要求，有效加快施工進程。同時還能夠對施工方案進行優化，針對施工存在的問題提出更加合適的解決方案，觀察施工過程中的施工進度以及施工詳細情況，加快施工整體進程。

4 結束語

綜上所述，裝配式鋼結構中應用BIM技術，能夠有效提高裝配式鋼結構施工效率以及質量，延長裝配式鋼結構壽命。BIM技術可以建立裝配式鋼結構模型，實現可視化，以便于施工人員發現施工方案中存在的問題，減少施工失誤，保證施工質量。