BIM技術(shù)在建筑工程施工中的研究及應(yīng)用

鐵中用 楊玉榮 周長秋

摘 要：伴隨信息化技術(shù)的快速進(jìn)展，越來越多的行業(yè)逐漸開始往信息化的方向進(jìn)展，建筑工程行業(yè)作為我國的基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)，在信息化層面的應(yīng)用也非常普遍。信息技術(shù)在我國建造工程建立中進(jìn)展的速度快，BIM技術(shù)作為最新一代基礎(chǔ)性的計算機(jī)輔助技術(shù)，在建筑工程領(lǐng)域中得到了良好的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑工程施工；應(yīng)用

1 BIM 技術(shù)概述

BIM 是 building information model 的縮寫，即“建筑信息模型”。BIM是指以建筑工程的項目信息為基礎(chǔ)，構(gòu)建出建筑的三維模型。BIM 不單是一款建筑設(shè)計類軟件，其作用也并不局限于建筑工程建模。在實(shí)際施工過程中，BIM 應(yīng)作為一種信息載體或信息利用方式，貫穿整個項目的始末。BIM 有別于傳統(tǒng)的管理模式或工作方式，是通過整合施工過程中的所有信息，將建筑施工過程推向統(tǒng)一、高效的精細(xì)化作業(yè)模式的一次變革。20 世紀(jì)末美國最早提出 BIM 技術(shù)，近年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示 80%以上的美國建筑 200 強(qiáng)企業(yè)都已應(yīng)用 BIM 技術(shù)。我國 BIM 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用都處于起步階段，但在“十二五”規(guī)劃期間，多項重點(diǎn)工程應(yīng)用了這一技術(shù)，如上海的中心大廈、世博館等，BIM 技術(shù)已經(jīng)得到國內(nèi)諸多建筑企業(yè)的認(rèn)可。

2 BIM技術(shù)在建筑工程中的優(yōu)勢

2.1有效地保證了建筑工程的質(zhì)量

在建筑設(shè)計的過程中，要根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況選擇與計算相關(guān)的施工人員、工程材料以及設(shè)施配置等多方面的內(nèi)容。為了提高資源的利用率，盡量避免資源造成浪費(fèi)。在傳統(tǒng)的方案設(shè)計中由于缺乏合理性以及沒有經(jīng)過細(xì)致的分析，經(jīng)常會出現(xiàn)與建筑施工的實(shí)際情況發(fā)生沖突的問題，從而對資源造成一定的浪費(fèi)。現(xiàn)在，對BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以準(zhǔn)確計算出施工人員與使用的建筑材料，并且進(jìn)行優(yōu)化安排與實(shí)施，保證了建筑施工的學(xué)科性與可靠性，保證了建筑施工的整體質(zhì)量。

2.2對建筑工程設(shè)計進(jìn)行有效的檢查與監(jiān)督

為了保證建筑設(shè)計符合施工的實(shí)際情況，就必須對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的檢查，對于發(fā)現(xiàn)的問題要及時改進(jìn)與調(diào)整，通過BIM技術(shù)可以對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)隨時進(jìn)行檢測以及抽查，核實(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤，根據(jù)BIM技術(shù)就可以自動完成相關(guān)部位的調(diào)整。這就保證了設(shè)計的每個環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性與合理性，完成對整個建筑工程設(shè)計的監(jiān)督，為工程質(zhì)量奠定牢固的基礎(chǔ)。

2.3提高建筑工程的視覺效果

在建筑工程設(shè)計當(dāng)中應(yīng)用BIM技術(shù)，根據(jù)建筑施工的實(shí)際情況以及周圍的環(huán)境，綜合考慮與分析各種工程信息，運(yùn)用BIM技術(shù)以及數(shù)字技術(shù)，建立一個合理的三維數(shù)據(jù)模式，具有豐富的立體視覺效果。此外，通過對建筑工程設(shè)計與施工的各個環(huán)節(jié)，對每個細(xì)致的地方進(jìn)行真實(shí)的模擬操作，使得設(shè)計人員可以更好的把握建筑工程的整體情況以及了解在建筑施工過程中存在的問題，針對不同問題及時進(jìn)行修改與完善，使得建筑工程的設(shè)計更加合理與科學(xué)，同時也保證了建筑整體的效果。

3 BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用流程

3.1采集數(shù)據(jù)

在進(jìn)行建筑施工作業(yè)中應(yīng)用BIM技術(shù)，必須要構(gòu)建建模模型，而模型的構(gòu)建過程中要收集大量的信息數(shù)據(jù)，相關(guān)設(shè)計人員必須要在現(xiàn)場對其進(jìn)行深入的考察分析，加強(qiáng)對施工數(shù)據(jù)信息的分析、整合以及交互建筑施工數(shù)據(jù)信息，合理的應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)手段，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑數(shù)據(jù)信息的有效存儲，這樣才可以構(gòu)建一個完善的數(shù)據(jù)信息平臺。對各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的保存以及驗證。在進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的采集過程中，必須要保障信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，以保障施工設(shè)計的有效開展。

3.2調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在建筑工程施工作業(yè)中應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效調(diào)整整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要就是對建筑施工管理中的各項功能進(jìn)行系統(tǒng)管理，通過建筑工程施工組織瀏覽表以及3D模型的構(gòu)建等方式開展工作，也可以對各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。在建筑工程施工模型的構(gòu)建過程中，要基于具體的施工企業(yè)狀況，構(gòu)建完善的建筑施工進(jìn)度控制以及管理系統(tǒng)，這樣才可以在根本上保障建筑施工的進(jìn)度，保障建筑施工與計劃的一致性，對整個建筑工程進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)督管理。

3.3細(xì)化應(yīng)用流程

BIM模型的構(gòu)建必須要對各種建設(shè)施工數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)的分離處理，要對建設(shè)工程施工中的各項信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，對其進(jìn)行系統(tǒng)化的管理。在建筑施工管理中，通過BIM建模，可以真正做到資源的優(yōu)化配置，對人力資源配置以及施工工序等進(jìn)行分析，此種模型在實(shí)踐中可以對其進(jìn)行對比分析，基于建筑施工的實(shí)際狀況對建筑施工項目管理權(quán)限進(jìn)行明確，充分應(yīng)用BIM模型，進(jìn)而提升建筑施工管理效果與質(zhì)量。

4實(shí)際應(yīng)用案例

4.1工程概述

本次工程的建筑施工面積為43.7萬m2，建筑高度為528m，樓層數(shù)為115層，基埋深度為37.3m。建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土核心筒設(shè)計與巨型框架形結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，鋼材總用量為12萬t。工程工期為36個月，施工設(shè)計變化較大，圖紙量大，施工空間相對較小，需要考慮各類施工構(gòu)建的進(jìn)場安排。

4.2鋼結(jié)構(gòu)三維模型構(gòu)建

本次工程施工量大、工期較緊、標(biāo)準(zhǔn)較高，如果采用傳統(tǒng)的二維圖紙進(jìn)行施工設(shè)計，難以形成有效管理，無法完全避免交叉施工影響，因此采用BIM技術(shù)對建筑項目進(jìn)行三維建模。BIM模型能夠?qū)摻Y(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的尺寸、位置展現(xiàn)出來，并結(jié)合機(jī)電、土建等專業(yè)知識，對施工方式進(jìn)行模擬分析。本次工程施工場地的空間狹小，會限制各類建筑材料的堆放。BIM模型提前對行車路線、施工區(qū)域、倉儲區(qū)域等進(jìn)行規(guī)劃，并根據(jù)實(shí)際施工需求確定鋼平臺設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。初步規(guī)劃完成后，再利用BIM技術(shù)將各區(qū)域模型進(jìn)行合并，并模擬碰撞試驗，尋找設(shè)計缺陷和漏洞。經(jīng)過幾次修改完善后，最大程度地優(yōu)化了設(shè)計方案和施工管理方案，避免了交叉施工問題，最大程度地縮短了工期。

4.3鋼結(jié)構(gòu)4D模擬施工

BIM模型能夠清晰地表達(dá)出施工工序的順序關(guān)系，有效控制施工進(jìn)度。將BIM三維模型導(dǎo)入Naviswords系統(tǒng)中，在軟件系統(tǒng)中可以通過移動建筑模型內(nèi)各結(jié)構(gòu)位置或調(diào)整相關(guān)參數(shù)，對模型進(jìn)行分析、調(diào)整，再通過動畫展示出施工過程，選擇最合理的施工方案，優(yōu)化實(shí)際施工過程中鋼結(jié)構(gòu)的安裝細(xì)節(jié)。BIM模型還可以根據(jù)實(shí)際施工情況，以動畫方式模擬鋼板墻施工流程，避免施工錯誤，有效控制施工進(jìn)度。

4.4BIM組織架構(gòu)

BIM組織架構(gòu)是為發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢而形成的以相關(guān)技術(shù)人員為核心的工程管理體系。本次工程的BIM的負(fù)責(zé)人同時擔(dān)任項目管理總負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)指導(dǎo)和協(xié)調(diào)團(tuán)隊工作。基于實(shí)際施工需要，下設(shè)一名協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各構(gòu)架系統(tǒng)工作。BIM模型主要分為信息維護(hù)、模型整合與協(xié)調(diào)、施工進(jìn)度與節(jié)點(diǎn)管理、BIM模型的深度設(shè)計等系統(tǒng)。在施工過程中，各系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、平衡發(fā)展，才能避免出現(xiàn)各類施工問題，保持BIM系統(tǒng)與實(shí)際施工過程的一致性。

結(jié)束語：隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和我國現(xiàn)代化社會科技水平的提高，建筑領(lǐng)域引入建筑領(lǐng)域引入BIM技術(shù)是提高建筑水平的有效途徑技術(shù)是提高建筑水平的有效途徑，有效的打破了時空的界限降低了成本，有效的推進(jìn)了技術(shù)人員技術(shù)交底以及預(yù)熱操作流程，更有效的提升了精細(xì)化的施工，和精確的工程數(shù)據(jù)，解決了我國勞動工人們文化水平普遍偏低而難以施工的局面，可見BIM技術(shù)對建筑領(lǐng)域的好處是技術(shù)對建筑領(lǐng)域的好處是多之又多的。隨著隨著BIM技術(shù)的推進(jìn)和發(fā)展我國的建筑行業(yè)終技術(shù)的推進(jìn)和發(fā)展我國的建筑行業(yè)終將會成為一支由粗獷轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)和信息化的有力隊伍。

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（作者單位：四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院）