高澤天

摘要：裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程在建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，可以切實(shí)提高設(shè)計(jì)效率和施工效率，并順應(yīng)節(jié)能減排的政策要求，有利于建筑行業(yè)的順利轉(zhuǎn)型。本文闡述了BIM技術(shù)的概念，就BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程中的具體應(yīng)用展開(kāi)研究和分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程;應(yīng)用

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷深入的背景下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程的數(shù)量及規(guī)模不斷擴(kuò)增。為給人們提供更為優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境，并提升工程質(zhì)量，需要實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目與科學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合，推進(jìn)建筑工程信息化發(fā)展。BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用，能夠?qū)ρb配式鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行全生命周期管理，提高施工效率，值得借鑒與推廣。

1BIM技術(shù)概述

建筑信息模型（Building information model）技術(shù)是針對(duì)建筑工程的一種信息管理技術(shù)，具有先進(jìn)性和科學(xué)性。這一概念于西方國(guó)家被首次提出，并得到了廣泛的應(yīng)用。

近年來(lái)，我國(guó)也積極引進(jìn)BIM技術(shù)，已經(jīng)取得了一定的成效。BIM技術(shù)在我國(guó)建筑業(yè)的應(yīng)用，掀起了設(shè)計(jì)技術(shù)的又一次革命，其通過(guò)構(gòu)建三維建筑模型，將工程信息以數(shù)據(jù)的形式來(lái)進(jìn)行輸入，再借助數(shù)字仿真技術(shù)，對(duì)建筑在實(shí)際使用過(guò)程中的信息、功能進(jìn)行模擬，并消除建筑工程在設(shè)計(jì)、維護(hù)、施工以及管理等階段的信息斷層問(wèn)題，為管理部門(mén)提供精確的數(shù)據(jù)，幫助其精確計(jì)算與分析，提升施工效率與管理水平，確保工程質(zhì)量。

如今，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)得到了巨大的進(jìn)步，建筑工程也逐漸向智能化、信息化的方向發(fā)展，BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用只是建筑工程信息化的開(kāi)端，關(guān)于其更好的發(fā)展，還需相關(guān)技術(shù)人員積極探索與發(fā)掘。

2BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程中的具體應(yīng)用

2.1工程概況

本次研究以某一裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅樓工程為例，總建筑面積為12036.78m2，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是25層，層高間距為3m，建筑高度75m，室內(nèi)外的高度差距是0.45m，縱向長(zhǎng)度是31m，橫向長(zhǎng)度為16m，該工程是“內(nèi)核心筒，外鋼框架”的裝配式鋼結(jié)構(gòu)。

2.2前期設(shè)計(jì)

基于BIM技術(shù)，構(gòu)建起建筑信息模型平臺(tái)，將與工程相關(guān)的信息統(tǒng)一輸入到模型中，進(jìn)行碰撞檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決其中的問(wèn)題。首先采用Revit軟件建立相應(yīng)的3D模型，對(duì)建筑的采光度以及能源消耗情況展開(kāi)分析，并以此作為依據(jù)，在設(shè)計(jì)時(shí)保證建筑朝向及間距的合理性;其次需要構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)模型，同時(shí)提供3D圖紙;接著利用Revit軟件中的模型清算構(gòu)建的生產(chǎn)數(shù)量;最后通過(guò)Naviswork軟件及Revit軟件建立的3D模型，對(duì)具體施工過(guò)程進(jìn)行模擬，為實(shí)際施工提供有效依據(jù)。

2.3建立模型

基于BIM技術(shù)，采用Revit軟件建立相應(yīng)的3D模型，能夠針對(duì)初級(jí)用戶(hù)對(duì)簡(jiǎn)單的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)其存在以下幾項(xiàng)技巧：一是能夠根據(jù)個(gè)人或是團(tuán)體的設(shè)計(jì)習(xí)慣，創(chuàng)建相應(yīng)的項(xiàng)目樣板，便于后期項(xiàng)目模板定制工作的順利開(kāi)展，并保證視圖參數(shù)、瀏覽器組織結(jié)構(gòu)、出圖基本設(shè)置均符合工程師習(xí)慣與繪圖標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而提升設(shè)計(jì)的效率;二是基于現(xiàn)有族庫(kù)，建立專(zhuān)屬本項(xiàng)工程項(xiàng)目的構(gòu)件族庫(kù)，提高結(jié)構(gòu)的受力性能，同時(shí)確保建筑空間的完整性，避免出現(xiàn)構(gòu)件凸出墻體的現(xiàn)象。通過(guò)采用異形束柱和對(duì)應(yīng)的配套節(jié)點(diǎn)，建立起異形束柱族，準(zhǔn)確的表達(dá)出了異形束柱模型，并對(duì)工程構(gòu)件的預(yù)制裝配進(jìn)行了模擬;三是對(duì)建筑模型中的信息深度進(jìn)行有效明確，完善分析模型及物理模型的有效對(duì)接，并實(shí)現(xiàn)有效管理。另外，在此之后的采光評(píng)估與能耗分析，還要設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)，因此不建議采用分析模型，達(dá)到提升模型性能的目的。

2.4采光評(píng)估

綠色節(jié)能理念的深入人心，促使建筑工程在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須堅(jiān)持與貫徹這一理念，并將其作為一項(xiàng)重要的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。其中在進(jìn)行建筑采光度的分析時(shí)，需要充分考慮戶(hù)型與窗墻比，按照最佳朝向及日照間距來(lái)個(gè)方面來(lái)進(jìn)行詳細(xì)分析。在BIM模型的基礎(chǔ)上，采用美國(guó)的LEED標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)模型展開(kāi)評(píng)估，角度選取范圍為順時(shí)針0-360度，每10度為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)設(shè)置樓間距為10m，按照南北朝向進(jìn)行排列，收集采光信息，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行研究和分析。

2.5能耗分析

能耗分析同樣是綠色建筑的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一，Revit軟件中包括“冷、熱負(fù)荷分析”及“熱量分析”兩個(gè)模塊，通過(guò)對(duì)這兩個(gè)模塊的優(yōu)化與分析，得出“外墻在應(yīng)用高隔熱層時(shí)，其冷、熱負(fù)荷”均達(dá)到了最低值，接下來(lái)便是典型冷氣候隔熱層和典型溫和氣候隔熱層逐漸層增高，針對(duì)這一情況，可將之前以泡沫夾心混凝土的主要原料的外墻更改成高隔熱層

2.6節(jié)點(diǎn)模型

節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定連接能夠維系裝配式鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如今，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了許多新的節(jié)點(diǎn)模型，但其因安裝繁瑣、體系復(fù)雜等特點(diǎn)，只掌握在少數(shù)工程人員手中。在BIM模型的基礎(chǔ)上，建立相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)模型，能夠?qū)D紙的模擬性和可視化效果進(jìn)一步提升，使生產(chǎn)商更為直觀(guān)形象的了解構(gòu)件的的具體結(jié)構(gòu)，同時(shí)在施工時(shí)，也可以幫助工作人員做到構(gòu)件的正確安裝。

2.7碰撞檢查

裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程要求設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)均達(dá)到精密化，其中對(duì)于構(gòu)件的要求，需要做到尺寸、質(zhì)量、位置的準(zhǔn)確生產(chǎn)和安裝?；贐IM模型，借助其整合功能，對(duì)列表中的各項(xiàng)沖突進(jìn)行查找，能夠避免因人為操作而產(chǎn)生的紕漏。同時(shí)在三維設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)與分析下，可以及時(shí)對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，并加以控制，避免發(fā)生不必要的損失。在碰撞檢測(cè)結(jié)束后，借助軟件可自動(dòng)生成html或是文本等格式的報(bào)告，而模型中的沖突便可以渲染圖的形式展現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目中細(xì)部構(gòu)造的漫游查看。

2.8模擬施工

模擬施工是整個(gè)項(xiàng)目最為復(fù)雜和關(guān)鍵的階段，建立模型需考慮施工中的不確定因素，確保施工計(jì)劃與實(shí)際施工的一致性。Timeliner具有聯(lián)結(jié)項(xiàng)目進(jìn)度表和三維模型數(shù)據(jù)的作用，向人們展示了四維的視覺(jué)效果，并將設(shè)計(jì)意圖、施工進(jìn)度、施工計(jì)劃等具體情況做出了清晰表現(xiàn)。其中關(guān)于施工計(jì)劃的模擬，需要對(duì)工程項(xiàng)目的立面布置圖、任務(wù)欄信息、標(biāo)注名稱(chēng)等進(jìn)行表示與設(shè)置。而對(duì)于施工進(jìn)度的模擬，則以施工流程為主，具有較強(qiáng)的說(shuō)明性，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是對(duì)施工環(huán)境采用4D的形式來(lái)進(jìn)行模擬，增強(qiáng)了環(huán)境的真實(shí)感;二是對(duì)施工過(guò)程采用4D的形式來(lái)進(jìn)行模擬，利用Revit軟件建立模型，再利用Navisworks等相關(guān)軟件對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬、分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同工序的調(diào)整與定義，保證實(shí)際施工進(jìn)度與進(jìn)度計(jì)劃相同，同時(shí)還能基于當(dāng)前的施工進(jìn)度，對(duì)以后的施工計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整;三是對(duì)施工方案采用4D的形式來(lái)進(jìn)行模擬，利用不同時(shí)間間隔來(lái)逆序或正序模擬施工進(jìn)度，便于管理人員了解實(shí)際的施工情況，進(jìn)而對(duì)多種施工方案進(jìn)行比較，最終選擇最優(yōu)方案。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程數(shù)量及規(guī)模的不斷擴(kuò)增，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)全壽命周期管理，并為機(jī)電、土木等專(zhuān)業(yè)構(gòu)建有效的信息平臺(tái)，讓工作人員通過(guò)可視化的模型，對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，并優(yōu)化施方案，促進(jìn)建筑行業(yè)的更好發(fā)展。