BIM技术在既有建筑结构工程中的应用

谭海辉

摘要：本课题主要研究BIM技术在既有建筑结构改造中存在的应用问题及解决策略。通过一定理论研究的基础上，深入到一些现有或者已有过的BIM技术建筑改造中去，观察并记录其中一些的重点和难点，揭示出BIM技术在当前既有建筑结构改造中存在的问题，分析问题产生的影响因素。总结建议，从而建立一套科学、有效的研究方案，为立志从事BIM技术在既有建筑结构改造的相关研究提供可行性意见和建议。

关键词：BIM;既有建筑;改造;施工管理

引言

当前，随着我国国民经济的快速发展，工程建设领域的建设规模逐步扩大，即便是近几年拆迁工作的大幅度提升，依然会有很多建国初期兴建的建筑留存下来。为使这些遗留下来的建筑更好的发挥作用，进行现有建筑物的改造是当前需要解决的主要问题。主要体现在规划不合理、建设标准不高且我国建筑物的平均寿命在50年左右;伴有结构安全隐患和严重的功能退化，以及破旧的管网、停车场以及缺乏雨水和电信等基础设施也存在重大问题，这些既有建筑，如果不进行改造，就会浪费能源，严重影响其有效性，无法满足人民日益增长的美好生活需求。

1 既有建筑改造过程中存在的问题

（1）改建加固必须考虑现有建筑物的现状，如实际材料强度、破损、力学性能、结构构件的实际空间位置等;

（2）既有建筑往往位于市中心，在施工过程中要尽量减少对项目周边居民的影响。此时，进行合理的布局规划和布局就显得尤为重要，以实际现场状态为准;

（3）改建加固工程往往难以协调设计与施工。结构件在拆除后，要会根据实际情况对设计图进行多次调整，同时，对于改建和加固工作，还有化植、碳纤维粘贴、粘接等诸多工序。技术可能包括钢焊接、屈曲支撑、阻尼器等;

（4）现场管理复杂。此外，改造/加固项目与新建项目在信息表达、组织结构、应用对象、趋势等方面存在诸多差异。因此，将BIM技术引入既有建筑的检测与评价、改造与加固的设计与施工中是非常必要和重要的。

2 BIM技术概述与特点

2.1 BIM概述

BIM技术在世界范围内广泛应用于工程领域，由于应用实践的不断发展和升级，成为我国“十二五”重大工程项目。[1]应用BIM技术的关键是利用计算机技术建立3D模型数据库，实时变更和协调建设项目管理，以及各种相关数据，提高决策质量和速度。提高决策进度，从而降低项目管控成本，保证项目质量，实现改进与盈利的目的。

2.2 BIM特点

BIM 技术的主要功能包括可视化、协调性、模拟性。可将现实生活中的既有建筑转化为虚拟3D建筑模型，大大提高工程施工交互和反馈。同时，施工企业、设计部门、施工部门之间可以更好的相互协调沟通，直观地观察虚拟施工模型，然后利用BIM技术实施真实的项目改进。计算机通过各种技术模拟项目，可以准确判断方案和方案的可行性和改造潜力，制定指导方案，有效管理施工成本，提高质量，结构和效率。BIM的各种工具可以为复杂的工程带来更多的优化可能性。

3 BIM在既有建筑改造中的应用

3.1设计阶段

既有的建筑改造的管理人员需要与工程师和设计师进行沟通，以确保最科学、最快捷的方式进行施工项目，并且不违反施工现场设计;施工现场与图纸有冲突的，禁止施工人员自行修改图纸或设计方案。如果需要更改，则需要三向协调，进行联系分析。同时，实施BIM技术，利用模拟和可视化能力，从科学的角度审查施工过程，确保施工科学，符合质量检验要求。[2]在模型设计和创建过程中，技术人员使用BIM模型发现设计图纸中的问题，汇总所有问题，在图纸审查过程中提出问题，并使用模型演示，将问题提出，从而使设计人员和施工工程师对图纸问题理解更清晰、更清晰，以确保施工和规划更加科学合理。

3.2施工阶段

既有建筑工程施工管理是项目整个施工周期中的一项重要工作。通过对材料、技术、机械、人员的管控，制定科学合理的施工组织方案。将 BIM 模型与现有现场资源进行比较，跟踪现有工程翻新，实时了解施工和资源利用情况，确保工程施工质量和施工人员的高机械安全性。[3]促进经济效益最大化，同时最大限度地发挥现有工程改造的优势。

进行全专业碰撞检查，总结并整合项目各个区域的BIM模型，用计算机软件进行碰撞检查，找到各个碰撞点的对应位置和相关信息，并生成碰撞报告。确定真实可靠的现场安装数据，有效提高施工效率。[4]进行碰撞检查，避免设计错误带来的风险，同时节省资金，缩短施工时间，更有助于确保施工计划的可行性和安全性。

基于BIM模型的设计，快速创建技术描述，从而更好地制作技术描述的动画和视频，并使用3D动画视频创建模式，创建工艺流程的3D描述。[5]加速实现交底技术，使之成为易懂、看得见、好记的过程技术。将BIM技术应用于质量管理体系的关键是将BIM技术引入具有重大价值的前中后过程控制环节，实现项目目标效益最大化。[6]BIM信息集成平台对项目建设中存在的问题进行分类和积累，制定预防措施，为事前和中期控制提供依据和基础。BIM建设工程造价管理是实现工程造价管理目标的重要管理环节。

3.4运维阶段

既有建筑工程改造后的运行维护阶段，是指从工程竣工到指导拆除的时期。与现有建设项目运营不同的建筑类别的维修比例统计显示，在项目适用价值实现的期间，其占总成本的60%至90%。对此，建设项目运营维护中的一个重要任务，就是如何从长期利润出发，投资既有建筑改造成本。其中，既有建筑项目的运营维护包括建筑使用、物业管理、设备维护三个方面，这些业务实现了建设收入的附加值和服务质量的提升。最终目标是扩大建筑物的用途、延长使用寿命、改善用户居住环境、提高楼宇的运维效率。

4 結语

综上所述，利用BIM技术改造现有建筑项目已成为未来建筑行业发展的一大趋势。具有较强的工程应用价值和广阔的应用前景，基于 BIM 的3D模型不仅可以用于后续运维管理，还可促进大型既有建筑全面信息化和现代化管理、促进智慧城市的建设发展。引入BIM技术改造既有建筑，延续既有建筑原有的设计理念，降低对建筑的破坏程度，实现既有建筑的优质高效改造。

参考文献

[1]王艺静，王润生，刘源.基于BIM技术的建筑被动式超低能耗节能改造分析[J]. 建筑与文化 ，2019，（10）：167-168.

[2]BIM技术在既有建筑改造中的运用探究[J].工程抗震与加固改造 ，2020，42（5）： 后插12.

[3]杨滨.探究BIM技术在建筑工程施工中的综合应用[J].中国建筑装 饰，2020（1）：71.

[4]张学顺.基于BIM技术的既有居住建筑节能改造[D].合肥： 安徽建筑大学，2016.

[5]张顺宇.BIM技术在建筑改造结构设计中的应用[J].工程建设与设计，2014，9： 29-33.

[6]张诚，王焕焕.BIM技术在既有建筑绿色改造中的应用[J]. 中国住宅设施 ，2020，（5）：33，35.