BIM技術在裝配式鋼結構建筑中的應用

方永梅

青建鋼構有限公司 山東青島 266000

1 BIM 技術在裝配式鋼結構建筑中設計環節的具體應用

1.1 基于BIM 軟件的功能模擬

在裝配式鋼結構施工中規劃施工方案和圖紙時，設計人員根據業主提出的要求，在前期查閱和參考類似的工程材料，最后繪制CAD圖（二維）和建筑渲染效果圖（三維），以展示業務[1]。其中，三維建筑渲染圖采用3dMax、Photoshop等軟件制作，不能完全顯示CAD圖紙中的信息。另一方面，CAD設計方案對建筑工程沒有給予全面的考慮，設計方案不能完全滿足業主和建筑單位的需要。利用BIM軟件進行設計時，可以構造出BIM的輕量化模型，根據BIM軟件的視覺和動態漫游功能分析設計的方案。這種做法有利于設計師對建筑形式和空間設計的調整。例如，AutodeskRevit軟件可以通過第一人稱視景仿真和軟件中的動態漫游功能，直觀地分析裝配好的鋼結構的內部結構。如果與虛擬現實技術相結合，也可以讓設計師體驗真實房間里的感覺，即將轉速模型導入DVS3D軟件，并通過虛擬眼鏡或虛擬投影儀模擬真實房間，使用動態交互方法，全面和綜合的視圖。當設計方案進入深化階段時，應將建筑信息模型引入專業分析軟件，從戶外聲音景觀分析、戶外風環境分析、能源消耗分析等方面進行分析。通過對其性能的分析，可以使建筑師在充分滿足住宅建筑功能的基礎上，提高住宅舒適性、穩定性和安全性。

1.2 通過BIM 技術進行參數化設計

參數化設計是數字信號處理技術的關鍵特征之一。利用BIM軟件建立模型，對原有的設計模式和設計思維進行了創新性的改造。在進行建筑工程設計之前，有必要對建筑方案進行深入的分析和討論，將工程劃分為幾個獨立的互通單元，并結合建筑工程的實際需要，對多個板塊進行組合和改進，規劃各種功能的新組合。鋼梁、鋼柱、龍骨隔墻、門窗系統是鋼梁、鋼柱、龍骨隔墻、門窗系統的主要組成部分。

2 BIM 技術在裝配式鋼結構建筑中生產環節的具體應用

2.1 統計材料、工程量

利用建筑模型中包含的材料信息，準確計算建筑工程所需的各種材料和構件數量。將Revit的詳細列表導出到Excel軟件，并對這些部件的大小、長度、形狀和性質進行分析和計劃，減輕工作人員的工作量，同時，不同規格、材料組成的共同質量統計目標。還可以在Excel表格輸入形狀、體積、零件數量等數據，自動獲取各原料板的利用率、廢料百分比和重量等數據[2]。

2.2 三維模型指導加工

使用BIM軟件，可以更新和優化建筑零件模型的數據信息，使之成為LOD400的零件模型。在生產建筑零件時，可以獲得建筑零件模型的三維可視化圖。如鋼結構的進一步設計是裝配式鋼結構施工最關鍵的環節。為此可以利用BIM模型進一步分析其設計內容，使其成為鋼結構加工和施工圖紙，從而使鋼結構構件的生產、實際施工和安裝的需要聯系起來。此外，鋼結構的加工安裝直接關系到構件的裝配，與建設工程的施工質量和成本密切相關。因此，在施工現場安裝鋼結構時，必須嚴格按照圖紙進行組裝。

在高級設計階段，鋼結構模型級別高于LOD400時，BIM軟件能夠清楚地顯示鋼結構支撐系統中大量元素之間的聯系。這種情況可以從鋼鐵生產廠使用的人力來描述關節、統計中減去，從而大大提高了鋼鐵零件加工的準確性和效率，避免人工操作造成的誤差。只有使鋼結構模型更加準確、專業、規范，才能使鋼結構模型構件的詳圖更加準確、科學，從而降低偏差概率，節約工程造價。

圖1 三維加工圖

3 BIM 技術在裝配式鋼結構建筑中施工環節的具體應用

3.1 基于BIM 的4D 應用

在建立三維模型的過程中，增加了進度信息，能夠充分、直觀地反映不同時期節點下模型的形狀。這是BIM的4D模擬應用。該應用程序可以模擬多種施工方案，選擇最科學合理的施工方案，并可對施工工藝進行虛擬鉆進，可預先控制和防止施工出現的差錯。裝配式鋼結構是由制造商在施工現場加工的大量建筑構件組裝而成，在此過程中各構件必須按時順利組裝以防止主要工序之間的沖突，可選擇4D模擬來構建施工過程的虛擬施工，以達到預控制施工過程的目的[3]。

3.2 利用BIM 技術模擬施工方案

組合鋼結構建筑中重要節點的施工模擬主要是模擬建筑物的局部施工過程，通常在實際施工過程中對節點的位置有具體的要求。BIM模型允許動態顯示施工節點的安裝順序，使過程可見。提前模擬重要施工環節的作業過程，有助于優化和完善施工設計方案。

4 結語

裝配式鋼結構建筑在設計、施工工藝、生產加工等方面還存在一些不足。然而，組合鋼結構建筑在可視化、模擬、協調、統一等方面的優勢，彌補了組合鋼結構建筑的不足，有效地提高了建筑工程質量，同時也促進了裝配式鋼結構建筑的穩定發展。