BIM技术在装配式钢结构工程中的应用

高泽天

摘要：装配式钢结构工程在建设过程中，通过应用BIM技术，可以切实提高设计效率和施工效率，并顺应节能减排的政策要求，有利于建筑行业的顺利转型。本文阐述了BIM技术的概念，就BIM技术在装配式钢结构工程中的具体应用展开研究和分析，仅供参考。

关键词：BIM技术;装配式钢结构工程;应用

在市场经济不断深入的背景下，装配式钢结构工程的数量及规模不断扩增。为给人们提供更为优质的居住环境，并提升工程质量，需要实现建筑工程项目与科学技术的紧密结合，推进建筑工程信息化发展。BIM技术在装配式钢结构工程的应用，能够对装配式钢结构工程进行全生命周期管理，提高施工效率，值得借鉴与推广。

1BIM技术概述

建筑信息模型（Building information model）技术是针对建筑工程的一种信息管理技术，具有先进性和科学性。这一概念于西方国家被首次提出，并得到了广泛的应用。

近年来，我国也积极引进BIM技术，已经取得了一定的成效。BIM技术在我国建筑业的应用，掀起了设计技术的又一次革命，其通过构建三维建筑模型，将工程信息以数据的形式来进行输入，再借助数字仿真技术，对建筑在实际使用过程中的信息、功能进行模拟，并消除建筑工程在设计、维护、施工以及管理等阶段的信息断层问题，为管理部门提供精确的数据，帮助其精确计算与分析，提升施工效率与管理水平，确保工程质量。

如今，我国的科学技术已经得到了巨大的进步，建筑工程也逐渐向智能化、信息化的方向发展，BIM技术在装配式钢结构工程中的应用只是建筑工程信息化的开端，关于其更好的发展，还需相关技术人员积极探索与发掘。

2BIM技术在装配式钢结构工程中的具体应用

2.1工程概况

本次研究以某一装配式钢结构住宅楼工程为例，总建筑面积为12036.78m2，结构设计是25层，层高间距为3m，建筑高度75m，室内外的高度差距是0.45m，纵向长度是31m，横向长度为16m，该工程是“内核心筒，外钢框架”的装配式钢结构。

2.2前期设计

基于BIM技术，构建起建筑信息模型平台，将与工程相关的信息统一输入到模型中，进行碰撞检查，及时发现并解决其中的问题。首先采用Revit软件建立相应的3D模型，对建筑的采光度以及能源消耗情况展开分析，并以此作为依据，在设计时保证建筑朝向及间距的合理性;其次需要构建钢结构的节点模型，同时提供3D图纸;接着利用Revit软件中的模型清算构建的生产数量;最后通过Naviswork软件及Revit软件建立的3D模型，对具体施工过程进行模拟，为实际施工提供有效依据。

2.3建立模型

基于BIM技术，采用Revit软件建立相应的3D模型，能够针对初级用户对简单的工程结构进行设计。通过实践，发现其存在以下几项技巧：一是能够根据个人或是团体的设计习惯，创建相应的项目样板，便于后期项目模板定制工作的顺利开展，并保证视图参数、浏览器组织结构、出图基本设置均符合工程师习惯与绘图标准，进而提升设计的效率;二是基于现有族库，建立专属本项工程项目的构件族库，提高结构的受力性能，同时确保建筑空间的完整性，避免出现构件凸出墙体的现象。通过采用异形束柱和对应的配套节点，建立起异形束柱族，准确的表达出了异形束柱模型，并对工程构件的预制装配进行了模拟;三是对建筑模型中的信息深度进行有效明确，完善分析模型及物理模型的有效对接，并实现有效管理。另外，在此之后的采光评估与能耗分析，還要设置围护结构的各项参数，因此不建议采用分析模型，达到提升模型性能的目的。

2.4采光评估

绿色节能理念的深入人心，促使建筑工程在设计过程中必须坚持与贯彻这一理念，并将其作为一项重要的评判标准。其中在进行建筑采光度的分析时，需要充分考虑户型与窗墙比，按照最佳朝向及日照间距来个方面来进行详细分析。在BIM模型的基础上，采用美国的LEED标准，通过模型展开评估，角度选取范围为顺时针0-360度，每10度为一个节点，同时设置楼间距为10m，按照南北朝向进行排列，收集采光信息，对这些数据进行研究和分析。

2.5能耗分析

能耗分析同样是绿色建筑的评判标准之一，Revit软件中包括“冷、热负荷分析”及“热量分析”两个模块，通过对这两个模块的优化与分析，得出“外墙在应用高隔热层时，其冷、热负荷”均达到了最低值，接下来便是典型冷气候隔热层和典型温和气候隔热层逐渐层增高，针对这一情况，可将之前以泡沫夹心混凝土的主要原料的外墙更改成高隔热层

2.6节点模型

节点的稳定连接能够维系装配式钢结构的稳定性。如今，钢结构已经出现了许多新的节点模型，但其因安装繁琐、体系复杂等特点，只掌握在少数工程人员手中。在BIM模型的基础上，建立相应的节点模型，能够将图纸的模拟性和可视化效果进一步提升，使生产商更为直观形象的了解构件的的具体结构，同时在施工时，也可以帮助工作人员做到构件的正确安装。

2.7碰撞检查

装配式钢结构工程要求设计、施工等环节均达到精密化，其中对于构件的要求，需要做到尺寸、质量、位置的准确生产和安装。基于BIM模型，借助其整合功能，对列表中的各项冲突进行查找，能够避免因人为操作而产生的纰漏。同时在三维设计的协调与分析下，可以及时对错误进行预测和分析，并加以控制，避免发生不必要的损失。在碰撞检测结束后，借助软件可自动生成html或是文本等格式的报告，而模型中的冲突便可以渲染图的形式展现，并实现对项目中细部构造的漫游查看。

2.8模拟施工

模拟施工是整个项目最为复杂和关键的阶段，建立模型需考虑施工中的不确定因素，确保施工计划与实际施工的一致性。Timeliner具有联结项目进度表和三维模型数据的作用，向人们展示了四维的视觉效果，并将设计意图、施工进度、施工计划等具体情况做出了清晰表现。其中关于施工计划的模拟，需要对工程项目的立面布置图、任务栏信息、标注名称等进行表示与设置。而对于施工进度的模拟，则以施工流程为主，具有较强的说明性，具体体现在以下三个方面：一是对施工环境采用4D的形式来进行模拟，增强了环境的真实感;二是对施工过程采用4D的形式来进行模拟，利用Revit软件建立模型，再利用Navisworks等相关软件对施工过程进行模拟、分析，实现对不同工序的调整与定义，保证实际施工进度与进度计划相同，同时还能基于当前的施工进度，对以后的施工计划进行调整;三是对施工方案采用4D的形式来进行模拟，利用不同时间间隔来逆序或正序模拟施工进度，便于管理人员了解实际的施工情况，进而对多种施工方案进行比较，最终选择最优方案。

3结束语

综上所述，随着装配式钢结构工程数量及规模的不断扩增，通过应用BIM技术，可以实现对装配式钢结构全寿命周期管理，并为机电、土木等专业构建有效的信息平台，让工作人员通过可视化的模型，对施工计划进行实时调整，并优化施方案，促进建筑行业的更好发展。