BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)住宅中的應(yīng)用研究

任麗

摘要：BIM是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。鋼結(jié)構(gòu)住宅的原理是工業(yè)化制造和現(xiàn)場(chǎng)施工安裝的產(chǎn)物，可以結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。本文從鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工建造階段，對(duì)BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)住宅中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；鋼結(jié)構(gòu)住宅；產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)

一、BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。通過(guò)對(duì)整體虛擬建筑信息模型建立的方式實(shí)現(xiàn)全方位、全方面的土建設(shè)計(jì)及相關(guān)檢測(cè)、管網(wǎng)控制等配套工作。

通過(guò)建立以BIM應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化，可以提高項(xiàng)目生產(chǎn)效率和建筑質(zhì)量，縮短工期從而降低建造成本。其優(yōu)點(diǎn)如下：1.三維渲染，宣傳展示：通過(guò)三維渲染動(dòng)畫(huà)，可以給人以真實(shí)感和直接的視覺(jué)沖擊。2.快速算量，提升精度：BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建，通過(guò)建立5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量，提升施工預(yù)算的精度與效率。3.精確計(jì)劃，減少浪費(fèi)：施工企業(yè)精細(xì)化管理難以實(shí)現(xiàn)的原因在于工程數(shù)據(jù)太多，無(wú)法快速準(zhǔn)確獲取以支持資源計(jì)劃。BIM的出現(xiàn)可以快而準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為精確制定人材計(jì)劃提供有效支撐，為實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)支撐。4.多算對(duì)比，有效管控：BIM數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)任一時(shí)點(diǎn)上工程基礎(chǔ)信息的快速獲取，通過(guò)合同、計(jì)劃與實(shí)際施工的消耗量、分項(xiàng)單價(jià)、分項(xiàng)合價(jià)等數(shù)據(jù)的多算對(duì)比，可以有效了解項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)是盈是虧，消耗量有無(wú)超標(biāo)，進(jìn)貨分包單價(jià)有無(wú)失控等等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。5.虛擬施工，有效協(xié)同：三維可視化功能再加上時(shí)間維度，可以進(jìn)行虛擬施工。通過(guò)BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè)，大大減少建筑質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題。6.碰撞檢查，減少返工：BIM最直觀的特點(diǎn)在于三維可視化，利

用BIM的三維技術(shù)在前期可以進(jìn)行碰撞檢查，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性，優(yōu)化管線排布方案。7.沖突調(diào)用，決策支持：BIM中的項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以在各管理部門(mén)進(jìn)行協(xié)同和共享，工程量信息可以根據(jù)時(shí)空維度、構(gòu)件類(lèi)型等進(jìn)行匯總、拆分、對(duì)比分析等，為決策者制訂工程造價(jià)項(xiàng)目群管理、進(jìn)度款管理等方面的決策提供依據(jù)。

二、鋼結(jié)構(gòu)住宅概述

鋼結(jié)構(gòu)住宅具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸小、工業(yè)化程度高等特點(diǎn)，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)又是可以重復(fù)利用的綠色環(huán)保材料，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅已被建設(shè)部列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。發(fā)展、推廣住宅鋼結(jié)構(gòu)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是住宅產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展趨勢(shì)。

鋼結(jié)構(gòu)住宅的原理是工業(yè)化制造和現(xiàn)場(chǎng)施工安裝的產(chǎn)物，是工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。工業(yè)化建造對(duì)生產(chǎn)技術(shù)和施工管理的要求很高，工作流程和工作環(huán)節(jié)比施工現(xiàn)場(chǎng)的要求更復(fù)雜。從設(shè)計(jì)到出廠，再到施工，每個(gè)環(huán)節(jié)的要求都很高，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)造成時(shí)間和成本的增加。而傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)出的圖紙進(jìn)度不高，很難滿(mǎn)足工業(yè)化的要求。所以鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展，迫切需要一種新的技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)。BIM 的應(yīng)用為鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化從設(shè)計(jì)到制造到安裝解決了協(xié)調(diào)的問(wèn)題，為鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展需要BIM技術(shù)的支持，需要BIM技術(shù)老推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

三、BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)住宅中的應(yīng)用

（一）BIM技術(shù)在規(guī)劃階段的應(yīng)用

業(yè)主在投資項(xiàng)目時(shí)，關(guān)注點(diǎn)在建設(shè)方案能否在滿(mǎn)足功能、質(zhì)量等要求的前提下具有經(jīng)濟(jì)和技術(shù)性，但是傳統(tǒng)做法需要花費(fèi)大量的時(shí)間、金錢(qián)與精力，才能得到可靠性高的論證結(jié)果。BIM能夠幫助業(yè)主把握好產(chǎn)品和市場(chǎng)之間的關(guān)系，在項(xiàng)目策劃階段能夠使市場(chǎng)收益最大化。BIM技術(shù)可以為廣大業(yè)主提供概要模型，針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目方案進(jìn)行分析、模擬，從而為整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)降低成本、縮短工期并提高質(zhì)量。

（二）BIM技術(shù)在構(gòu)件設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)住宅中的主體結(jié)構(gòu)和維護(hù)構(gòu)件都是在工廠中加工完成的，構(gòu)件在設(shè)計(jì)階段的種類(lèi)和數(shù)量影響著生產(chǎn)和施工階段的效率。構(gòu)件的種類(lèi)和數(shù)量少便于簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，縮短生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)約成本；同時(shí)施工過(guò)程中的節(jié)點(diǎn)也可簡(jiǎn)化，便于施工管理，從而提高施工質(zhì)量和效率。所以在設(shè)計(jì)階段對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化是非常有必要的。傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)方法不能表達(dá)復(fù)雜的三維形態(tài)，而B(niǎo)IM可視化的特性，使得設(shè)計(jì)師對(duì)于自己的設(shè)計(jì)思想既能夠做到“所見(jiàn)即所得”，能夠掌握構(gòu)件的數(shù)量和種類(lèi)，便于進(jìn)行方案的修改和構(gòu)件的優(yōu)化；同時(shí)也能夠讓業(yè)主隨時(shí)了解到自己的投資能夠收獲到的成果。

（三）BIM技術(shù)在構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)是采用標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)件或部品構(gòu)件，這就表明構(gòu)件在設(shè)計(jì)階段應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，為后期工業(yè)化生產(chǎn)和裝配式施工提供數(shù)據(jù)信息。傳統(tǒng)的CAD在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工過(guò)程中，由于信息的不完整，出錯(cuò)率較高。所以需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化加工。BIM技術(shù)可以應(yīng)用到構(gòu)件的數(shù)字化加工過(guò)程中。將以批次為單位的圖紙和模型信息、材料信息，進(jìn)度信息轉(zhuǎn)化為以工序?yàn)閱挝坏臄?shù)字化信息，借助先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集手段，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的數(shù)字化生產(chǎn)。

鋼構(gòu)件的運(yùn)輸也可在BIM技術(shù)平臺(tái)的軟件中根據(jù)實(shí)際情況來(lái)模擬。通過(guò)軟件的可視化功能，可以模擬出最優(yōu)的運(yùn)輸方案，滿(mǎn)足構(gòu)件的運(yùn)輸條件，提高施工質(zhì)量和效率。

（四）BIM技術(shù)在構(gòu)件施工建造階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)的應(yīng)用可以使施工階段變得整體可控，講Revit構(gòu)建的模型結(jié)合預(yù)定的施工進(jìn)度，在BIM關(guān)聯(lián)的Naviswork軟件中進(jìn)行4D模擬，來(lái)分析預(yù)定施工進(jìn)度中的問(wèn)題和矛盾。正因?yàn)锽IM技術(shù)4D應(yīng)用的實(shí)施，施工單位既能按天、周、月看到項(xiàng)目的施工進(jìn)度，又可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，在對(duì)不同的施工方案進(jìn)行優(yōu)劣對(duì)比分析后得到最優(yōu)的施工方案；同時(shí)也可以對(duì)項(xiàng)目的重難點(diǎn)部分按時(shí)、分，甚至精確到秒進(jìn)行可建性模擬。

在我國(guó)，應(yīng)用BIM技術(shù)的項(xiàng)目還不多，還處于探索階段，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有統(tǒng)一的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)結(jié)合其工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的特點(diǎn)，大力推廣使用BIM技術(shù)。相信隨著B(niǎo)IM在越來(lái)越多的工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，人們會(huì)發(fā)現(xiàn)BIM的使用價(jià)值，讓BIM技術(shù)成為綠色建筑和裝配式建筑可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)力助推器。

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