BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用 靳义飞

发表时间:2020/10/16   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:靳义飞
[导读] 摘要:随着科学技术的发展,我国的BIM技术有了很大进展,并在装配式钢结构建筑工程中得到了广泛的应用。
        中天交通建设投资集团有限公司  湖北武汉  432200
        摘要:随着科学技术的发展,我国的BIM技术有了很大进展,并在装配式钢结构建筑工程中得到了广泛的应用。钢结构装配式建筑不仅投入成本较少,而且施工时间较短,在施工过程中不会造成严重的污染,所以有很大的应用优势。在施工期间,如果相关工作人员能够合理利用BIM技术便能够进一步提升建筑物质量,并促使各项工作顺利完成。本文主要从BIM技术的特点、具体应用以及应用优势三个方面入手进行分析。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;具体应用;应用优势
        引言
        随着建筑市场的不断发展与进步,传统粗放式的发展模式在资源利用、机械化程度、安全性能、环境保护等方面的弊端日益凸显。为改变这些弊端,国家开始大力推广装配式建筑。钢结构具有轻质高强、加工容易、施工方便等特点,符合装配式建筑高效、快速、简单、安全、绿色、环保的要求。BIM技术是一种新兴起的建筑设计技术,以三维数字技术为基础,具有较强的模拟性,可以利用其直观性、可视性、协调性、模拟性等特点,通过构筑建筑实体模型,协调多部门进行建筑的施工、管理、优化、运营维护等工作。
        1BIM技术概述
        BIM是一种信息应用平台,技术人员在管理时把建筑信息模型纳入工程生命周期,利用建筑信息模型就可以更好地控制设计和施工的过程,因此也可以提前完成能耗分析、模拟施工问题以及碰撞检测的重要的工作,如果在BIM技术的运行期间发现了一些问题,那么在实际的施工中就可以针对这些问题提出相应的解决措施,这样就可以有效地提高建筑的安全性和稳定性。
        2装配式钢结构建筑存在的问题
        2.1设计阶段存在的问题
        传统的建筑设计主要是基于二维的CAD图纸,装配式钢结构建筑目前主要也是以此进行结构设计,二维的图纸所能传达信息是以点、线、面为主,很难准确、完整、真实的表达结构与构件的信息,导致后期在结构的设计、加工、生产等方面的任务比较繁重。二维的平面信息无法从建筑全局把控整个设计细节,建筑的各部分独立设计,彼此之间缺少沟通,导致后期整体组装时出现构件碰撞、尺寸误差等问题。
        2.2钢结构施工阶段存在的问题
        钢结构的施工中涉及许多项目环节,经过调查发现,许多工程在对项目成本、工程的质量、安全和进度的管理以及对工程的控制都存在一些问题。这主要是因为在施工期间,存在许多不确定的影响因素,一旦工程发生变动,就容易增加工程成本,为企业带来了经济损失。在安装期间,一些工人对安装技术不太熟练,没有掌握真正的施工技巧,这就会影响工程的进一步推进,甚至会使工期延长,降低企业的经济效益。在对钢结构的材料进行安装和运输时,会存在一定量的钢结构的损耗和污染,工作人员为了对这些部件进行调换,也会耽误一些工期,影响工程项目的持续推进。
        2.3生产阶段存在的问题
        装配式结构的构件需要根据设计要求按照图纸信息进行预制加工,但是二维图纸对构件的信息有时表达不清楚,造成生产出来的构件尺寸、形状等信息与实际情况存在较大误差,导致构件需要返工处理或者重新制作,出现材料浪费、工期延误的问题。装配式钢结构所需的构件数量、种类较多,在进行人工统计时工作量较大,效率较低,容易出现统计遗漏,造成构件缺失等问题。


        3BIM技术在钢结构工程建设中的应用
        3.1BIM技术在钢结构设计阶段的应用
        在对钢结构进行设计时,利用BIM技术,技术人员就可以在参考图纸的基础上对设计进行优化,利用节点库和构建库建立一个建筑的三维模型,通过数字信息技术,录入数据。BIM技术的应用就可以对构建节点进行优化,并且也可以提高对工程信息的管理水平,BIM技术能够更好地展示钢结构的立体模型,可以直接把钢结构的三维模型呈现出来,利用三维模型就可以模拟出施工时的真实场景,可以对施工时比较难的地方进行反复模拟,使得技术人员能够根据BIM模型发现更多设计上的缺点和漏洞,及时地优化存在的问题,这样才能使钢结构的设计方案更加有效,对整个工程的帮助作用更大。并且在制作增加报表时也可以利用BIM技术使工程的造价管理和施工管理透明化,利用真实的数据对管理工作进行优化,有效地推进工程的进展,提高企业的经济效益和社会效益。
        3.2施工模拟
        建筑施工是整个项目过程中最为复杂的阶段,由于各种施工要素本身的不确定性,实际施工很难与施工计划相一致。Navis-works中的Timeliner可以将三维模型数据与项目进度表相关联,实现四维可视化效果,施工模拟则可以清晰地表现设计意图、施工计划与项目当前的进展状况。BIM的施工计划主要包括:工程项目的总体立面布置图、时间栏信息、任务栏信息、形象图形信息、标注名称及工作周期。BIM模型的施工模拟以表现工程施工的整个流程为主,因此具有很强的针对性和说明性。在施工阶段,该装配式钢结构高层住宅的BIM技术应用主要包括场地布置、施工模拟。1)场地布置。装配式钢结构住宅的施工特点是将构件运输至现场进行组装,如何合理放置建筑构件是施工过程的重点。使用Revit可对模拟施工现场进行场地布置,完成对施工区、备料区、办公区、宿舍区的布置。塔吊是装配式建筑施工的关键,在对施工区进行布置时,可对塔吊位置进行布置,对比多个方案进行优化。2)施工模拟。施工组装在装配式建筑建造过程中担任十分重要的角色。对于装配式钢结构住宅而言,仅应用传统施工方法进行施工组装存在弊端,可能遇到一些问题。比如消防管道反映在平面图上时,往往存在很多交叉的地方,不能很好地反映其中的问题。可以利用BIM技术对现场进行模拟,根据实际情况,将二维图纸转化为三维的动画,从而发现其中存在的问题,提前优化施工方案和结构布局,避免在施工过程中再对方案进行修改,出现返工现象。
        3.3实现协同工作
        在应用BIM技术的过程中,能够使相关单位的工作效率明显提升。但是在实际应用中,一些施工单位并不能够有效提升工作效率,甚至还会出现延误问题,究其原因主要还是由于协同工作出现了问题。在传统施工过程中,由于设计工作以及施工工作是分散进行的,所以无法达到协同工作的要求。如果相关单位只选择应用BIM技术而不采用协同工作的模式,同样无法提升工作效率。协同工作主要分为两点:首先是内部协同,要求同一个主体内的员工相互合作,采取集中的工作模式来完成工作任务,从而促进效率的提升。集中的工作模式既可以便于浏览项目整体进展,又能够尽可能节约沟通交流的时间与成本,减少碰撞与摩擦。其次是外部协同,主要指不同的主体之间进行信息交流与共享。例如设计方和施工方之间的交流就属于外部协同的范畴。在进行外部协同工作的过程中,最重要的就是确保信息传递的安全性以及完整性,避免在传递过程中出现损毁或者是丢失的问题。
        结语
        综上所述,现代建筑主要采用钢结构进行构建,因为钢结构可以有效地增强建筑的稳定性、安全性和承载力。在钢结构的施工过程中,往往会存在一些问题,针对这些问题,我们可以利用BIM技术进行解决,在钢结构的建设期间,利用BIM技术可以有效地降低工程成本,提高工程质量和工作效率,使企业可以获得更多的社会效益和经济效益。
        参考文献:
        [1]张贵弟.BIM技术在钢结构施工及风险管理中的应用[J].绿色环保建材,2019(12):159+161.
        [2]赵亮.探究BIM技术在钢结构工程中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2018(1):61-63.
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