齐小燕、常我素、刘宇、王悦
黑龙江建筑职业技术学院 黑龙江 150025
摘要：近年来，随着社会老龄化趋势加速，青壮年劳动力的供给日益紧缺，建筑工人数量不足的现象日益显现。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。而随着科技的发展，BIM技术也逐渐被投入到建筑施工之中。鉴于此，本文对BIM技术在钢结构装配式住宅中的应用进行了分析。
关键词：BIM技术；钢结构装配置住宅；应用分析
一、钢结构住宅的优势
1、结构体系性能优越
钢材属于各向同性材料，抗拉、抗压、抗剪性能均较高，而且自重轻、韧性好，其力学性能是目前建筑材料中最优秀的一种，远远胜于传统的钢筋混凝土材料。所以，钢结构住宅在一般动力荷载下，可承受较大的变形，有稳定的承载力和较高的抗震性。
2、空间利用率高
由于钢材优秀的力学性能，钢结构的轻盈、低荷载，使建筑构件的截面尺寸相对混凝土建筑要小很多，比如，梁、柱、板等，这样在相同外轮廊的情祝下，钢结构户型可以拥有更大的使用面积，比传统混凝土住宅多出3%一8%，从而大大提高住宅空间的利用率，降低单位面积成本。
同时钢结构也很容易实现大跨度、大平层空间，这给户型设计的自由性、多样性、可变性提供了非常有力的条件。
3、施工效率高
钢结构建筑构件，完成设计后由工厂统一部署、加工、生产。全部过程均在车间内机械化完成，大大改善了工人的现场作业环境，降低施工难度，不仅提高了建筑构件的加工精度，也减少了劳动力成本。随后，将构件运输到施工现场，统一机械化进行装配，省去现浇施工混凝土的养护时间，装配过程中内装也可以同步实施，整个过程较现浇混凝土可以节省约30%的工期。
4、节能环保
由于钢结构的建筑构件，均是在工厂里加工生产，现场只需进行机械化的装配施工，所以在施工现场，降低了对混凝土的利用，大大减少了泼气、泼水、泼料的排放。而且，由于钢材属于建筑绿色材料，当建筑需要拆除重建时，钢材可以回收再利用，提高了建筑材料的重复利用率。全程的装配施工，可以达到70%的无湿作业，整个过程降低了施工占地空间，也减少了建筑垃圾的排放。
5、综合成本低
目前建筑钢材价格大幅下降，设计、生产、施工实现全工业化流程。对于钢结构住宅，从材料、人工及施工周期等多方面考量，综合成本已与传统混凝土住宅非常靠近，但钢结构的很多优势又是传统混凝土无法可比的，比如工业化生产、节能环保、材料重复利用率、大平层空间等方面，所以从建筑的整个生命周期比较而言，钢结构住宅的综合成本明显低于传统的混凝土住宅。
二、BIM技术在装配式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。
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SD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。
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、高效传偷。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3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、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偷，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i=i。根据BIM模型的可视化特征，可以观察到各组件的空间形式，避免碰撞，便于结构设计的优化。
4、4D施工管理
BIM技术能够实现信息数据的传偷和存储，即信息共享。它简化了传偷信息数据的过程，可以进一步提高效率。另外，导入项目施工计划后，可以直接在系统上选择日期观察项目施工进度。
三、结语
综上所述，BIM技术在装配式钢结构住宅中的应用可以优化装配式钢结构住宅的设计、制造和安装过程，借助可视化模型的构建，基于虚拟组件库的创新应用，BIM信息与BIM云平台的集成，有助于一线工作者了解结构系统并实现实时调整施工计划的优化，将建筑信息模型整合到建筑的产业化中必将成为新时期装配式钢结构住宅创新发展的趋势。
参考文献：
[1]宋会军.BIM技术在装配式钢结构工程中的应用研究[J].中国科技投资,2018,(15):70.
[2]张晓丹1,肖跃军2,杨梅1.BIM技术在钢结构住宅中的应用[J].江苏建筑职业技术学院学报,2018,018 (001):P.33-35.