BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中的應(yīng)用

常澤坤 彭正斌 劉 簫

（1.山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 256414；2.山東萊鋼建設(shè)有限公司，山東 青島 266071）

1 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 提升項(xiàng)目整體的管理水平

在建筑體系不斷成熟的背景下，建筑工程的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑最大的不同在于，裝配式建筑在施工之前會(huì)將整體結(jié)構(gòu)拆分成多個(gè)獨(dú)立單位，在施工到該環(huán)節(jié)的時(shí)候，技術(shù)人員可以將相應(yīng)的結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行拼接，節(jié)省了較多的施工時(shí)間。但是建筑工程涉及的施工零件結(jié)構(gòu)非常多，為了確保各結(jié)構(gòu)零件生產(chǎn)過程的適用性，技術(shù)人員需要提前采集非常完整的資料信息。BIM技術(shù)是依托于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行快速采集的技術(shù)，因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以采集到非常完整的數(shù)據(jù)信息，從而有效提升項(xiàng)目整體的管理水平。

1.2 提高鋼結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)質(zhì)量

與大多數(shù)建筑工程一致，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在建設(shè)過程中，需要進(jìn)行項(xiàng)目相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)工作。該環(huán)節(jié)也屬于建筑工程開始前的初始環(huán)節(jié)，但是該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量也將直接影響到整個(gè)工程的施工效果。通常情況下，在工程正式施工之前，技術(shù)人員需要對(duì)作業(yè)區(qū)的基礎(chǔ)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，根據(jù)調(diào)研結(jié)果來確定具體的設(shè)計(jì)方案。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)的基礎(chǔ)信息和市場(chǎng)信息進(jìn)行準(zhǔn)確采集，同時(shí)借助系統(tǒng)內(nèi)部的篩選系統(tǒng)，還可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精準(zhǔn)篩選，也可以對(duì)數(shù)據(jù)信息的潛在價(jià)值進(jìn)行深入分析，從而有效提升設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)質(zhì)量，為后續(xù)工程施工推進(jìn)奠定良好的基礎(chǔ)。

1.3 合理調(diào)控工程的施工成本

傳統(tǒng)建筑工程的競(jìng)選模式，一般只是在小范圍內(nèi)選擇建筑企業(yè)進(jìn)行施工，建筑企業(yè)可獲取的經(jīng)濟(jì)利潤非常大。隨著市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，招投標(biāo)模式成為新的選擇方式，而競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)也從區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)演變成了全國競(jìng)爭(zhēng)，極大程度地壓縮了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤。中標(biāo)企業(yè)在獲取到項(xiàng)目的執(zhí)行權(quán)之后，為了獲得到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)利潤，需要在確保工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，找尋到可以降低成本的方法。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以幫助企業(yè)采集到比較全面的施工數(shù)據(jù)信息，同時(shí)借助4D系統(tǒng)構(gòu)建基礎(chǔ)模型，從基礎(chǔ)模型中找出可以優(yōu)化的施工環(huán)節(jié)，從而有效提升建筑工程的施工效率，降低建筑工程的施工成本。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

第一，可視化。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)信息對(duì)其進(jìn)行三維建模，有效提升數(shù)據(jù)信息的直觀性，并且根據(jù)三維模型，技術(shù)人員還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工問題，及時(shí)制定管理措施，從而減少后續(xù)施工問題的發(fā)生概率[1]。第二，協(xié)調(diào)性。BIM技術(shù)具有的協(xié)調(diào)性特點(diǎn)可以避免土木工程建設(shè)過程中出現(xiàn)的各種由于溝通不及時(shí)而導(dǎo)致的問題，提高各個(gè)施工單位在合作過程中的施工質(zhì)量，為整個(gè)木土工程的建設(shè)效果提供一定的保證[2]。第三，模擬性。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)γ總€(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，管理人員根據(jù)模擬情況反饋出的數(shù)據(jù)類型，制定相關(guān)應(yīng)急措施，有效降低施工問題發(fā)生概率，提高施工技術(shù)的應(yīng)用效果。第四，可出圖。BIM技術(shù)可以對(duì)作業(yè)區(qū)域的基本信息進(jìn)行采集，對(duì)所采集的相關(guān)性信息進(jìn)行針對(duì)性整理，輔助設(shè)計(jì)人員更快地獲取土木工程的設(shè)計(jì)方案和施工圖紙。

3 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中的應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)階段

3.1.1 圖紙繪制階段

在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑施工過程中，進(jìn)行圖紙繪制屬于非?；A(chǔ)的應(yīng)用環(huán)節(jié)。將BIM技術(shù)應(yīng)用到該環(huán)節(jié)當(dāng)中時(shí)，可以結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)調(diào)研結(jié)果，對(duì)本次工程所采用的建筑材料類型、建筑結(jié)構(gòu)尺寸、建筑結(jié)構(gòu)受力情況等內(nèi)容進(jìn)行合理分析。為了確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在實(shí)際應(yīng)用過程中，技術(shù)人員也可以借助信息化處理技術(shù)、專家系統(tǒng)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確性校驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)過程中存在爭(zhēng)議的數(shù)據(jù)信息，采取重新測(cè)算或者現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的方式確定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而提升圖紙繪制的準(zhǔn)確性，減少后續(xù)施工過程中施工更改情況的發(fā)生。

3.1.2 設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)階段

設(shè)計(jì)人員完成初稿設(shè)計(jì)之后，緊接著需要對(duì)設(shè)計(jì)初稿進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的依據(jù)包括業(yè)主給予的意見、作業(yè)區(qū)氣候條件影響、模型的設(shè)計(jì)誤差等情況。BIM技術(shù)在該過程起到的是銜接作用，即BIM技術(shù)依托于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)，構(gòu)建信息共享平臺(tái)，在平臺(tái)中可以采集到非常全面的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還可以對(duì)已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行合并，使其形成一個(gè)綜合性較強(qiáng)的綜合模型。在構(gòu)建綜合模型的過程中，BIM技術(shù)系統(tǒng)也會(huì)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)模型之間的差異進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)信息之間的準(zhǔn)確交互，從而有效加快設(shè)計(jì)方案的完善速度。除此之外，BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，還會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，根據(jù)數(shù)據(jù)的實(shí)際反饋結(jié)果來綜合調(diào)整設(shè)計(jì)方案，從而有效提升鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的可靠性。

3.1.3 工程總量核算

在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑當(dāng)中，該類型建筑的很多測(cè)算方式與傳統(tǒng)建筑存在不同，例如在計(jì)算項(xiàng)目工程總量時(shí)，需要考慮現(xiàn)場(chǎng)施工總量和鋼結(jié)構(gòu)配件生產(chǎn)過程的工作總量，將兩種施工工作量進(jìn)行匯總，從而有效提升工程總量計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用BIM技術(shù)可以借助現(xiàn)有信息數(shù)據(jù)工程總量進(jìn)行估算，并且借助信息化技術(shù)和專家系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行細(xì)致分析，有效提高計(jì)算結(jié)果的合理性。

3.2 施工組織階段

完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的相關(guān)工作后，整體工作也開始進(jìn)入了施工組織階段。在該階段需要重點(diǎn)管控的內(nèi)容便是基礎(chǔ)工作的執(zhí)行情況。在具體操作過程中，企業(yè)需要利用施工項(xiàng)目圖紙上標(biāo)注的內(nèi)容和BIM技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)信息，在綜合評(píng)定之后，構(gòu)建施工原材料的綜合采集體系，同時(shí)還需要梳理整個(gè)裝配式工程的應(yīng)用流程，從而確保工程施工過程進(jìn)行的順利性。

3.3 生產(chǎn)制造階段

裝配式建筑工程最大的特點(diǎn)便是在常規(guī)工程推進(jìn)的過程中，進(jìn)行相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的施工工作。BIM技術(shù)在生產(chǎn)制造階段發(fā)揮著非常重要的作用。因?yàn)锽IM技術(shù)所采集到的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度非常高，所以，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)零件相關(guān)參數(shù)時(shí)，可以將容錯(cuò)率控制在非常小的誤差內(nèi)，從而有效提高產(chǎn)品的施工效率，提升工程竣工時(shí)的施工效果。

3.4 運(yùn)行維護(hù)階段

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑而言，能夠威脅到建筑使用壽命的因素為火災(zāi)和銹蝕，兩者都會(huì)影響到鋼結(jié)構(gòu)本身的綜合強(qiáng)度，從而影響建筑的使用壽命。BIM技術(shù)在應(yīng)用過程中，可以構(gòu)建4D模型，技術(shù)人員可以通過分析模型中各個(gè)結(jié)構(gòu)的受力情況，建立相應(yīng)的輔助結(jié)構(gòu)，并對(duì)維護(hù)內(nèi)容進(jìn)行定義，從而有效提升后續(xù)維護(hù)效果，延長建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命。

4 結(jié)語

綜上所述，在城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，市政工程和建筑工程數(shù)量也在不斷增多，尤其是在人口數(shù)量快速增加的情況下，高層建筑已經(jīng)成為城市的主體建筑類型，這也對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)量提出了更多的新要求。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，可以有效提高建筑工程的施工效率，并且在建設(shè)過程中，還有BIM技術(shù)加入，可以有效提升鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑施工信息的采集效率，對(duì)加快建筑工程施工速度，促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展有著積極的意義。