BIM技術在門式剛架輕鋼結構廠房設計中的應用探討

熊 逸 豐

(華南理工大學廣州學院，廣東 廣州 510800)

0 引言

我國建筑行業快速發展過程中，工業建筑也不斷進步，建造的工業廠房數量大幅度的增加，其中，大量的工程項目建造時應用了門式剛架結構，不僅降低了整體廠房的重量，且廠房外觀的美觀程度也明顯提高。不過，在門式剛架輕鋼結構廠房實際運行期間，偶有發生廠房倒塌事故，而事故的發生與結構設計不合理密切相關，為避免事故的發生，有必要在設計中應用先進的技術及手段，BIM技術則可充分滿足此種要求，提高設計質量，增強廠房使用的安全性。

1 BIM技術簡介

BIM技術，即建筑信息模型技術，是指建模過程中數據化處理整個項目，之后再向計算機中輸入已經分類的數據，將數據模型獲得。從概念上看，BIM技術包含狹義和廣義兩種，在狹義方面，BIM為工程數據模型，其建立的基礎為三維數字技術，模型有機的融合了建筑工程項目中的各種信息，同時，BIM可以數字化表達工程項目設施實體及功能特性；在廣義方面，BIM是一種管理方法，項目生命期的項目數據、建筑設計均融合到管理中，且集合了技術、過程和政策。無論何種定義，都可以顯現出BIM技術的三項特征，即完整性、相關性、協同一致性。

2 BIM技術在門式剛架輕鋼結構廠房設計中的應用

2.1 應用實例

本文分析BIM技術的具體應用時，以某石材儲存倉庫為應用實例，倉庫以門式剛架作為結構形式，單層多跨，跨度及寬度分別為157.2 m,68.5 m。倉庫共1層，檐口高度27.35 m，柱下獨立基礎，持力層為粘土層，共3層，采用C30級混凝土、Q235B鋼材。

2.2 建立BIM三維模型

三維模型建立過程中，以原有平面設計圖紙為基礎，利用Tekla Structures軟件進行，由此一來，可對整個建筑更加直觀的了解。對于鋼結構建筑來說，節點連接、確定節點部位連接部件位置為主要工作，通過三維模型，可對每個零件的空間位置準確的確定，便于模擬工作的開展，且能良好的選取材料用量、確定零件位置[1]。該倉庫BIM模型建立過程中，以實體構件為基礎，確定相應的設計及標準，構建方式為面向對象，以三維模型展示出倉庫所有構件的空間關系、幾何信息、非幾何信息。因倉庫主體部分包含冷彎薄壁型鋼承重框架、輕型圍護板材及管線設備，且連接各構件時采用螺栓及標準化構件，所以利用BIM技術設計過程中，可采取模塊化的方法。

2.3 門式剛架倉庫設計中BIM技術的具體應用

第一，在前期準備階段。因倉庫最初設計時的CAD圖紙仍然存在，所以以此為基礎進行BIM模型的直接建立，建立后通過模型直觀的觀察倉庫結構情況，明確具體的構建類型，于BIM模型中導入相應的數據，實施相應的處理[2]。根據該倉庫的構成，結合BIM三維模型，其構件組單元可分為5個，即結構體單元、圍護體單元、裝修體單元、設備體單元、環境體單元，每個單元中包含多個構建組子系統，如結構體單元中包含結構構件和連接件。隨后，通過直觀的觀察倉庫的構件空間關系，確定各類構件的具體裝配流程分級，并選擇最佳的裝配地點，例如圍護體單元，屬于二級裝配，要在工廠完成組裝。

第二，在設計階段，利用BIM技術后，能夠整體化的、可視化的表現出倉庫的所有信息，通過三維模型生動形象的展現出倉庫的現場勘查結果。以前期準備階段結果為依據，進行BIM模型的構建，提取出模型中包含的所有倉庫數據信息，參照平面的CAD圖紙、相應的標準及規定等，對應BIM模型中的各個參數，最終確定合理化的設計方案，如果發現設計方案不恰當，要立即變更[3]。三維模型建立后，能夠進行操作空間的預留，便于后續操作的順利開展，也能避免運輸、安裝及使用設備時碰撞倉庫的場地或構件，提升了施工的安全性。

第三，在施工階段，BIM三維模型輔助下，施工過程能夠直接的模擬出來，對于需增加或需拆除的倉庫構件，添加到模型中，通過直觀的演示，給予施工相應的指導，從而實現最大限度的保護倉庫原有結構。施工完成后，將相應的參數添加到模型中，對模型做出更新，有利于日后倉庫管理工作的良好開展。另外，在BIM技術基礎上，管理者能夠可視化管理整個倉庫的施工，促進項目各部分的協同能力升高，優化整體的倉庫布局，并大幅度的減輕施工管理人員的工作量。

3 結語

在門式剛架輕鋼結構廠房設計過程中，應用BIM技術后，有助于設計人員直觀的觀看廠房情況，從而有效的提高各項設計的精確性，進而提升施工質量，增強廠房使用的安全性，避免安全事故的發生。