BIM技术在钢结构住宅中的应用研究

任丽

摘要：BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，模拟建筑物所具有的真实信息。钢结构住宅的原理是工业化制造和现场施工安装的产物，可以结合BIM技术进行产业化生产。本文从钢结构住宅规划、设计、生产和施工建造阶段，对BIM技术在钢结构住宅中的应用进行了研究。

关键词：BIM技术；钢结构住宅；产业化生产

一、BIM技术简介

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的简称，它是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，模拟建筑物所具有的真实信息。通过对整体虚拟建筑信息模型建立的方式实现全方位、全方面的土建设计及相关检测、管网控制等配套工作。

通过建立以BIM应用为载体的项目管理信息化，可以提高项目生产效率和建筑质量，缩短工期从而降低建造成本。其优点如下：1.三维渲染，宣传展示：通过三维渲染动画，可以给人以真实感和直接的视觉冲击。2.快速算量，提升精度：BIM数据库的创建，通过建立5D关联数据库，可以准确快速计算工程量，提升施工预算的精度与效率。3.精确计划，减少浪费：施工企业精细化管理难以实现的原因在于工程数据太多，无法快速准确获取以支持资源计划。BIM的出现可以快而准确地获得工程基础数据，为精确制定人材计划提供有效支撑，为实现限额领料、消耗控制提供技术支撑。4.多算对比，有效管控：BIM数据库可以实现任一时点上工程基础信息的快速获取，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，进货分包单价有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。5.虚拟施工，有效协同：三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工。通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题。6.碰撞检查，减少返工：BIM最直观的特点在于三维可视化，利

用BIM的三维技术在前期可以进行碰撞检查，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，优化管线排布方案。7.冲突调用，决策支持：BIM中的项目基础数据可以在各管理部门进行协同和共享，工程量信息可以根据时空维度、构件类型等进行汇总、拆分、对比分析等，为决策者制订工程造价项目群管理、进度款管理等方面的决策提供依据。

二、钢结构住宅概述

钢结构住宅具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、结构构件尺寸小、工业化程度高等特点，同时钢结构又是可以重复利用的绿色环保材料，因此钢结构住宅已被建设部列为重点推广项目。发展、推广住宅钢结构是国民经济发展的需要，是国民经济发展的必然产物，也是住宅产业革命的发展趋势。

钢结构住宅的原理是工业化制造和现场施工安装的产物，是工业化程度最高的一种结构。工业化建造对生产技术和施工管理的要求很高，工作流程和工作环节比施工现场的要求更复杂。从设计到出厂，再到施工，每个环节的要求都很高，任何一个环节出现问题都会造成时间和成本的增加。而传统CAD设计出的图纸进度不高，很难满足工业化的要求。所以钢结构住宅的发展，迫切需要一种新的技术代替传统的CAD设计。BIM 的应用为钢结构住宅的产业化从设计到制造到安装解决了协调的问题，为钢结构住宅的发展提供了机会。现在钢结构住宅的发展需要BIM技术的支持，需要BIM技术老推动钢结构住宅产业化的发展。

三、BIM技术在钢结构住宅中的应用

（一）BIM技术在规划阶段的应用

业主在投资项目时，关注点在建设方案能否在满足功能、质量等要求的前提下具有经济和技术性，但是传统做法需要花费大量的时间、金钱与精力，才能得到可靠性高的论证结果。BIM能够帮助业主把握好产品和市场之间的关系，在项目策划阶段能够使市场收益最大化。BIM技术可以为广大业主提供概要模型，针对建设项目方案进行分析、模拟，从而为整个项目的建设降低成本、縮短工期并提高质量。

（二）BIM技术在构件设计阶段的应用

钢结构住宅中的主体结构和维护构件都是在工厂中加工完成的，构件在设计阶段的种类和数量影响着生产和施工阶段的效率。构件的种类和数量少便于简化生产流程，缩短生产时间，节约成本；同时施工过程中的节点也可简化，便于施工管理，从而提高施工质量和效率。所以在设计阶段对钢结构中的构件进行优化是非常有必要的。传统的CAD设计方法不能表达复杂的三维形态，而BIM可视化的特性，使得设计师对于自己的设计思想既能够做到“所见即所得”，能够掌握构件的数量和种类，便于进行方案的修改和构件的优化；同时也能够让业主随时了解到自己的投资能够收获到的成果。

（三）BIM技术在构件生产阶段的应用

钢结构住宅的特点是采用标准化的预制构件或部品构件，这就表明构件在设计阶段应进行标准化设计，为后期工业化生产和装配式施工提供数据信息。传统的CAD在钢结构构件的加工过程中，由于信息的不完整，出错率较高。所以需要对钢结构构件进行数字化加工。BIM技术可以应用到构件的数字化加工过程中。将以批次为单位的图纸和模型信息、材料信息，进度信息转化为以工序为单位的数字化信息，借助先进的数据采集手段，实现构件的数字化生产。

钢构件的运输也可在BIM技术平台的软件中根据实际情况来模拟。通过软件的可视化功能，可以模拟出最优的运输方案，满足构件的运输条件，提高施工质量和效率。

（四）BIM技术在构件施工建造阶段的应用

BIM技术的应用可以使施工阶段变得整体可控，讲Revit构建的模型结合预定的施工进度，在BIM关联的Naviswork软件中进行4D模拟，来分析预定施工进度中的问题和矛盾。正因为BIM技术4D应用的实施，施工单位既能按天、周、月看到项目的施工进度，又可以根据现场实时状况进行实时调整，在对不同的施工方案进行优劣对比分析后得到最优的施工方案；同时也可以对项目的重难点部分按时、分，甚至精确到秒进行可建性模拟。

在我国，应用BIM技术的项目还不多，还处于探索阶段，国内还没有统一的BIM应用标准。钢结构住宅应结合其工业化和产业化的特点，大力推广使用BIM技术。相信随着BIM在越来越多的工程项目中的应用，人们会发现BIM的使用价值，让BIM技术成为绿色建筑和装配式建筑可持续发展的强力助推器。

参考文献：

[1]张建平，李丁，林佳瑞，颜钢文.BIM在工程施工中的应用[J]. 施工技术，2012（16）

[2]吴少博.基于BIM技术的钢结构住宅应用研究[D].b北京交通大学，2017

[3]张建平，余芳强，李丁.面向建筑全生命期的集成BIM建模技术研究[J].土木建筑工程信息技术，2012（1）