戚梁昌
青岛武晓集团股份有限公司，山东 青岛 266300
摘要：随着我国的经济发展，现阶段钢结构行业的发展也有了进步。国家提出供给侧结构改革，号召大力发展装配式建筑。在这一形势下，各地召开装配式建筑的研讨会频繁召开，让我们看到全国各地先锋企业都在响应国家装配化建筑的号召，跃跃欲试地想挤进装配式建筑的前沿，开始尝试装配式住宅的设计和建造，甚至有早起步的企业为装配式住宅建筑研发出新的结构体系。
关键词：现阶段；钢结构装配式住宅；建筑设计
引言
推广装配式钢结构建筑是建筑向绿色节能方向发展的重要步骤，自2016年来，国家及地方已陆续出台各项政策以推动装配式建筑和钢结构的发展，尤其是在住宅的应用。钢结构具有强度高、延性好的特点，钢材加工性能好，可实现构件工业化、标准化生产，钢构件自重轻、方便运输、易于安装和拆卸，可回收利用。与混凝土结构相比，钢结构现场湿作业少，施工工期较短，构件尺寸较小，建筑空间布置灵活，合理布置可避免传统建筑室内梁柱外露的问题。
1 应用BIM技术的优势
BIM是一种数据信息模型，集成了有关建设项目的各种相关信息，也是一种用于设计、施工和管理的数字技术。它整合了建设项目不同阶段的分类工作，把不同阶段的不同参与者的信息完全保存并相互链接；BIM技术是继CAD技术之后，建筑行业中的另一项新技术，其应用必将在建筑行业中广泛使用，实现建筑领域的技术创新。在装配式钢结构住宅的建设过程中应用BIM技术有以下优势：1）装配式钢结构住宅中有数百个预制构件，要确保梁、板和柱之间每个连接节点的安装精度非常困难。利用BIM三维模型可以对设计方案、施工以及运维管理过程进行模拟，实现了虚拟和现实的结合，以减少后续建设中的问题。2）BIM模型中，所有信息都是相互关联的，更改模型中的参数时，与参数相关联的其他数据都会自行重新计算更改，减少了人因失误，提高了方案设计的准确性，提高了不同应用程序系统之间数据转换的效率。
2 外墙板的选择
外墙板的选择很重要，既要能适应钢框架在水平荷载作用下比混凝土结构较大的变形，同时还要满足抗冻融、耐火、保温、隔声、防水、环保等建筑使用功能。经过考察和对比多家外墙板材，选用ECP挤出成型水泥板。它是以水泥、纤维以及硅质材料为主要原料，通过真空高压挤出成型设备制造生产出来，然后通过高温高压蒸汽养护而成的新型水泥板，该板材在日本建筑界也是很受欢迎的。ECP挤出成型水泥板，用于样板楼工程工厂一次成型，现场安装成活，做成免刷外墙涂料，美观、持久的清水混凝土外墙面。不仅可以满足样板楼装配率的要求，还可降低样板楼生命周期内成本。它强度高，性能稳定，表面吸水率低，是一种具有中空结构的隔声板材，不含石棉、甲醛，且放射量低于国家标准10倍的绿色环保制品。平板与条纹板的配合使用还能达到外立面变化、整齐、干净的美观效果。
3 BIM技术在预制钢结构工程中的应用
BIM技术在钢结构装配式建筑工程方面的作用有2点：工程项目的直观可视化以及信息数据的参数化。在BIM施工信息模型中，整个过程都是可视化的，可视化的结果不仅可以用于渲染效果图，提供各统计报告，更重要的是可以模拟施工过程，便于在项目的设计、施工和运营过程中的交流讨论并在模拟施工的结果下进行决策等。建筑工程项目的管理模式通常是网格化模式在建筑施工管理过程中，如果出现不协调的情况，会对整个项目造成影响，而BIM中的信息系统可以信息和数据的共享，以避免设计和施工中的一些问题。另外，借助BIM建筑模型可以模拟完整的施工过程，进而发现施工中可能存在的风险和问题，然后提前制订解决方案，减少施工过程中的问题，减少经济和时间损失，确保项目的顺利进行。BIM技术在预制钢结构工程中的应用具体表现在以下方面。
3.1 基于BIM技术的施工管理
BIM技术在施工管理中的应用可以很好地保证建筑施工的安全性、进度和施工质量。借助BIM云平台，管理人员可以实时监控施工过程，同时，构建4D的BIM建筑模型，还可以获得成本纬度数据，使预算和项目成本控制实现可视化。将工程项目的仿真模型呈现在所有参建人员面前，共同解读，避免出现理解误差，提高沟通效率，便于实现精细化管理的前提。此外，BIM可以建立临时建筑和设备间的立体关系，通过前期模拟，可以合理配置资源节约成本。利用BIM的5D技术，管理者可以根据需要生成任意施工环节的视图，并且在建筑模型中生成材料统计、工程量统计以及造价计算等。BIM技术在进行工程成本核算中有巨大的优势。通过建立BIM的5D施工资源信息模型（3D实体、时间、工序）关系数据库，将实际成本数据及时5D关系数据库，并周期性地按时（月、季）调整维护好该模型，这样，依托于软件强大的统计分析能力，成本汇总、统计、拆分对应瞬间可得，降低了统计分析工作的难度和工作量。
3.2 基于BIM技术的组件库的创建和管理
在装配式钢结构住宅建筑的设计过程中，BIM组件库的完整性会直接影响设计工作的效率。一个成熟而全面的组件库可以共享BIM资源，建立模型组件库并丰富BIM设计资源。通过BIM技术可以汇总大量信息，并以共享的方式实现信息数据的精确、高效传输。一般而言，组件种类越丰富、数量越多，组件库越完善，设计时的选择性就越高，产品类型也就越多样。根据家用组件库管理系统的体系结构和组件库的创建过程，组件数据库可分为：中央数据库、组建管理库和本地应用程序库三类。全面的组件库可以帮助设计人员在创建模型的过程中直接根据设计要求选择合适的结构组件，不仅可以优化结构图设计，还可以大大提高设计效率。
3.3 自动生成工程图并汇总工程量
装配式钢结构住宅便于部件的批量生产和运输，不仅简化了生产工艺，还缩短了生产时间，节省了大量成本。根据BIM模型，可以对整个装配式钢结构建筑中的组件数量和材料数量进行分类和汇总，根据工程数量的详细统计信息获得个性化的工程数量列表。另外，BIM技术具有强大的绘图和自动更新数据功能，自定义图纸模板后，可以自动生成需要的深化设计方案图。同时，还可以简化施工过程中的连接节点，方便施工管理。
4 防火设计
装配式钢结构的防火设计要求是装配式钢结构住宅在设计过程中的重要要求。装配式钢结构在社会各行业中的应用都应按照防火规范进行设计，对相应的装配式钢结构住宅进行构建，尤其是对于火灾危险性等级较高的建筑，诸如配电站和变电站、大型公共建筑、特大型库房等。装配式钢结构住宅的防火设计要求主要有以下方面。①装配式钢结构住宅的外墙表面要选用具有防火性质的岩棉夹心钢板，对装配式钢结构住宅的墙表面进行防火;②装配式钢结构住宅的彩色钢板外层用选用具有氟碳样式的防腐涂层，外墙层部位则选用低波纹竖向彩钢板，不仅能够满足建筑室内的感官效果，同时也能够加长装配式钢结构住宅的防腐年限;③装配式钢结构住宅的泄爆墙要采用防火性较强的石膏板，石膏板内部还应填入具有防火性质的岩棉，加强防火措施。
5 结语
通过合理使用BIM技术,在一定程度上提高装配式建筑设计的能效,并在此基础上达成装配式预制构件标准化设计,实现设计信息开放与信息共享,不仅如此,BIM技术还稳步降低装配式建筑的设计误差,并进一步辅助施工管理,达到管理升级、降本增效、节约时间的目的。
参考文献:
[1]潘阳.方钢管混凝土梁柱穿芯螺栓—端板连接节点抗震性能研究[D].西安建筑科技大学,2006.
[2]王先铁,郝际平,周观根.方钢管混凝土穿芯高强螺栓-端板节点滞回性能研究[J].建筑钢结构进展,2009,11(01):33-37.