BIM技術在鋼結構住宅中的應用研究

任麗

摘要：BIM是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，模擬建筑物所具有的真實信息。鋼結構住宅的原理是工業化制造和現場施工安裝的產物，可以結合BIM技術進行產業化生產。本文從鋼結構住宅規劃、設計、生產和施工建造階段，對BIM技術在鋼結構住宅中的應用進行了研究。

關鍵詞：BIM技術；鋼結構住宅；產業化生產

一、BIM技術簡介

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡稱，它是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，模擬建筑物所具有的真實信息。通過對整體虛擬建筑信息模型建立的方式實現全方位、全方面的土建設計及相關檢測、管網控制等配套工作。

通過建立以BIM應用為載體的項目管理信息化，可以提高項目生產效率和建筑質量，縮短工期從而降低建造成本。其優點如下：1.三維渲染，宣傳展示：通過三維渲染動畫，可以給人以真實感和直接的視覺沖擊。2.快速算量，提升精度：BIM數據庫的創建，通過建立5D關聯數據庫，可以準確快速計算工程量，提升施工預算的精度與效率。3.精確計劃，減少浪費：施工企業精細化管理難以實現的原因在于工程數據太多，無法快速準確獲取以支持資源計劃。BIM的出現可以快而準確地獲得工程基礎數據，為精確制定人材計劃提供有效支撐，為實現限額領料、消耗控制提供技術支撐。4.多算對比，有效管控：BIM數據庫可以實現任一時點上工程基礎信息的快速獲取，通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等數據的多算對比，可以有效了解項目運營是盈是虧，消耗量有無超標，進貨分包單價有無失控等等問題，實現對項目成本風險的有效管控。5.虛擬施工，有效協同：三維可視化功能再加上時間維度，可以進行虛擬施工。通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場視頻監測，大大減少建筑質量問題、安全問題。6.碰撞檢查，減少返工：BIM最直觀的特點在于三維可視化，利

用BIM的三維技術在前期可以進行碰撞檢查，優化工程設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性，優化管線排布方案。7.沖突調用，決策支持：BIM中的項目基礎數據可以在各管理部門進行協同和共享，工程量信息可以根據時空維度、構件類型等進行匯總、拆分、對比分析等，為決策者制訂工程造價項目群管理、進度款管理等方面的決策提供依據。

二、鋼結構住宅概述

鋼結構住宅具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、結構構件尺寸小、工業化程度高等特點，同時鋼結構又是可以重復利用的綠色環保材料，因此鋼結構住宅已被建設部列為重點推廣項目。發展、推廣住宅鋼結構是國民經濟發展的需要，是國民經濟發展的必然產物，也是住宅產業革命的發展趨勢。

鋼結構住宅的原理是工業化制造和現場施工安裝的產物，是工業化程度最高的一種結構。工業化建造對生產技術和施工管理的要求很高，工作流程和工作環節比施工現場的要求更復雜。從設計到出廠，再到施工，每個環節的要求都很高，任何一個環節出現問題都會造成時間和成本的增加。而傳統CAD設計出的圖紙進度不高，很難滿足工業化的要求。所以鋼結構住宅的發展，迫切需要一種新的技術代替傳統的CAD設計。BIM 的應用為鋼結構住宅的產業化從設計到制造到安裝解決了協調的問題，為鋼結構住宅的發展提供了機會。現在鋼結構住宅的發展需要BIM技術的支持，需要BIM技術老推動鋼結構住宅產業化的發展。

三、BIM技術在鋼結構住宅中的應用

（一）BIM技術在規劃階段的應用

業主在投資項目時，關注點在建設方案能否在滿足功能、質量等要求的前提下具有經濟和技術性，但是傳統做法需要花費大量的時間、金錢與精力，才能得到可靠性高的論證結果。BIM能夠幫助業主把握好產品和市場之間的關系，在項目策劃階段能夠使市場收益最大化。BIM技術可以為廣大業主提供概要模型，針對建設項目方案進行分析、模擬，從而為整個項目的建設降低成本、縮短工期并提高質量。

（二）BIM技術在構件設計階段的應用

鋼結構住宅中的主體結構和維護構件都是在工廠中加工完成的，構件在設計階段的種類和數量影響著生產和施工階段的效率。構件的種類和數量少便于簡化生產流程，縮短生產時間，節約成本；同時施工過程中的節點也可簡化，便于施工管理，從而提高施工質量和效率。所以在設計階段對鋼結構中的構件進行優化是非常有必要的。傳統的CAD設計方法不能表達復雜的三維形態，而BIM可視化的特性，使得設計師對于自己的設計思想既能夠做到“所見即所得”，能夠掌握構件的數量和種類，便于進行方案的修改和構件的優化；同時也能夠讓業主隨時了解到自己的投資能夠收獲到的成果。

（三）BIM技術在構件生產階段的應用

鋼結構住宅的特點是采用標準化的預制構件或部品構件，這就表明構件在設計階段應進行標準化設計，為后期工業化生產和裝配式施工提供數據信息。傳統的CAD在鋼結構構件的加工過程中，由于信息的不完整，出錯率較高。所以需要對鋼結構構件進行數字化加工。BIM技術可以應用到構件的數字化加工過程中。將以批次為單位的圖紙和模型信息、材料信息，進度信息轉化為以工序為單位的數字化信息，借助先進的數據采集手段，實現構件的數字化生產。

鋼構件的運輸也可在BIM技術平臺的軟件中根據實際情況來模擬。通過軟件的可視化功能，可以模擬出最優的運輸方案，滿足構件的運輸條件，提高施工質量和效率。

（四）BIM技術在構件施工建造階段的應用

BIM技術的應用可以使施工階段變得整體可控，講Revit構建的模型結合預定的施工進度，在BIM關聯的Naviswork軟件中進行4D模擬，來分析預定施工進度中的問題和矛盾。正因為BIM技術4D應用的實施，施工單位既能按天、周、月看到項目的施工進度，又可以根據現場實時狀況進行實時調整，在對不同的施工方案進行優劣對比分析后得到最優的施工方案；同時也可以對項目的重難點部分按時、分，甚至精確到秒進行可建性模擬。

在我國，應用BIM技術的項目還不多，還處于探索階段，國內還沒有統一的BIM應用標準。鋼結構住宅應結合其工業化和產業化的特點，大力推廣使用BIM技術。相信隨著BIM在越來越多的工程項目中的應用，人們會發現BIM的使用價值，讓BIM技術成為綠色建筑和裝配式建筑可持續發展的強力助推器。

參考文獻：

[1]張建平，李丁，林佳瑞，顏鋼文.BIM在工程施工中的應用[J]. 施工技術，2012（16）

[2]吳少博.基于BIM技術的鋼結構住宅應用研究[D].b北京交通大學，2017

[3]張建平，余芳強，李丁.面向建筑全生命期的集成BIM建模技術研究[J].土木建筑工程信息技術，2012（1）