张宁
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摘要：伴随着我国社会形态的转变，建筑行业的发展实现了从传统粗放式到精细化的转型。为了顺应建筑业发展要求，建筑结构施工也从传统二维朝向多维化方向进行转变。其中BIM技术的提出与应用有力推动了建筑结构施工的可视化、参数化与协同化发展。针对BIM技术在高层建筑结构施工中的应用对BIM技术的推广以及高层建筑结构施工有着重要的现实意义。
关键词：BIM技术；高层建筑；结构施工；应用
1、传统高层建筑结构施工的缺陷
随着BIM技术的普及与应用，基于BIM技术的高层建筑施工的项目逐年增长。相对于BIM技术来说，传统高层建筑结构施工的缺陷主要表现在以下几个方面：第一，伴随着高层建筑立面形式多元化的发展，结构工程师在施工结构构件的过程中需要进行更加复杂、更为抽象的操作。且施工过程中不同建筑师对二维图纸的理解存在差异，这直接导致构件与设备的相对位置产生偏离，从而影响高层建筑的功能与视觉效果；第二，伴随着社会环境的大融合，出现了越来越多集商住一体的大型工程项目，需要结构施工、建筑安装等多专业专业共同协作更为紧密，而不同专业之间的协调配合程度不够也是传统结构施工的缺陷之一。第三，结构施工过程中往往会出现施工变更，传统做法是结构施工工程师需要花费大量时间修改施工图纸，直接影响其工作效率，造成人力资源浪费，从而可能导致建筑结构性能施工等方面不够完善。
2、BIM技术及其特性
BIM技术是一种将现代数字技术应用在建筑工程建设全生命周期中，实现可视化施工和全过程施工模拟，并对其进行优化管理的工具。BIM技术通过施工具体参数，主要包括建筑施工数据模型、施工数据模型以及施工管理模型等，构建虚拟建筑的过程。它是建筑工程项目数据表现的载体，且能够在建筑工程项目的施工、建造与运营等阶段中持续发挥作用。实现对建筑物的施工模拟、施工模拟、可视化调整、工程量统计等，提升建筑工程项目管理建设效率。其特性主要表现在以下几个方面：第一，可视化。传统建筑工程图纸均以二维视图呈现，无法全面、准确表达建筑工程中部分复杂结构，容易在施工过程中出现审图失误、错漏的情况，严重影响了工程项目的质量、成本和工期。常用的CAD技术是基于平面手段和二维视图，不能够直观地反映建筑物的相关参数，而BIM技术将纸上谈兵转换为三维可视化模型，能够全方位的展现施工施工图纸，识图的准确率更高。利用BIM技术的可视化特性能够在施工准备阶段对不同专业的施工图纸进行检查，避免出现碰撞、矛盾、冲突的情况，减少后期施工变更或返工。BIM技术为施工人员提供可视化模拟图，能够更高效率的开展项目施工管理工作。第二，模拟性。利用BIM技术对建筑工程项目的施工方案进行仿真模拟，可以预先了解施工图纸中各协作单位间的信息不对称，并及时确认更正，以减少后期因工程更变所增加的成本和工期。针对建筑项目中的关键节点与复杂结构可以利用BIM技术全面展示其中结构与原理，多角度分析复杂节点的特性，以避免在施工过程中出现错漏，减少返工现象。第三，优化性。建筑工程项目的建设过程，就是一个基于BIM技术所进行的协同、调整及完善就是持续优化的过程。BIM技术的优化性主要体现在项目方案优化以及施工方案优化。其中项目方案优化是项目在施工前，利用模拟其过程从而发现方案的缺陷与不足并进行弥补，以求施工出更为合理的方案。该方案不仅能达到建筑工程建设目标，还可以保证工程质量、缩短建设周期、减少建设投入。
3、基于BIM技术下的高层建筑结构施工应用
3.1基于BIM技术的高层建筑结构施工流程
为了进一步提升高层建筑结构施工质量，BIM技术的运用势在必行。
针对BIM技术的特性，BIM技术下的高层建筑结构施工流程如下：（1）结构施工方案阶段结构施工专业按照所给出的方案模型，结合高层建筑项目结构施工条件进行结构施工建模。在完成方案模型建模后，对结构模型进行计算。完成计算后，根据计算结果与结构施工方案进行调整优化，完成优化后对结构模型进行校验。经过校验后的方案模型进行综合汇总。不同专业根据汇总模型进行细节调整与协调，经过协调后对各自专业方案进行修改，为初步施工阶段奠定基础。（2）初步结构施工阶段这一阶段中结构专业与其他专业需要交换方案模型，且根据其他专业方案模型以及高层建筑项目地质勘察结果与荷载情况进行初步结构施工建模；建模中需要持续与其他专业进行信息交换，按照其他专业施工模型来调整结构构件尺寸、位置以及预留区域等；在完成初步施工建模后，则需要进行计算；得出计算结果后对结构进行初步调整修改，并对结构模型进行校验。完成校验后进行初步结构施工模型汇总，不同专业根据汇总模型进行优化调整。协调完成后各专业对自身方案模型进行调整，随后进入施工图施工阶段。（3）施工图纸施工阶段这阶段中结构施工专业与其他专业的重要工作就是互换初步施工模型，且根据其他专业的初步施工模型以及高层建筑项目所在地质情况、荷载情况来进行施工图纸施工。在建模中结构施工专业还需要与其他专业随时保持密切联系，互换施工模型，以便进行协同施工。
3.2BIM技术在高层建筑结构施工中的具体应用
（1）BIM技术在高层建筑结构施工中的参数化施工传统建筑结构施工过程中由于施工软件功能的缺陷，导致施工图施工工作内容较为繁杂，需要施工人员消耗大量的时间、精力用于施工图的绘制。BIM技术中的参数化施工功能得以改善这一情况。基于BIM技术的模型涵盖了不同参数汇总下的三维实体模型以及相关数据，每个结构单元的情况都十分全面。BIM技术中的“族”汇总了绝大多数二维施工中常用的，且具有重复性的结构构件。“族”中的参数信息涵盖了结构构件中的全部特点以及构件间的相互关系，可以再计算机中实现构件模型与真实构件的对应，且结构施工中的相关数据信息均以参数格式存储在BIM的数据库中。参数化施工中的修改功能可以使得施工人员在调整数据、文字的过程中BIM的数据库都会随之变化，实时反映在BIM模型中，与其相关的构建参数也会相应变动。基于BIM技术下的参数化施工能够实现联动修改，弥补了传统二维结构施工中需要手动更改其他构建的缺陷，显著减少了结构施工的工作量，提高了施工工作的质量。（2）BIM技术在高层建筑结构施工中的协同施工BIM技术在高层建筑结构协同施工是基于结构模型而完成的。整体的BIM结构模型施工涵盖了结构模型数据，其主要用于展现结构中不同构建的尺寸、要求、条件、参数等。这些信息数据是结构施工的基础，直接决定着BIM技术下的结构协同施工。BIM技术下的高层建筑结构施工通过统一内部、外部资源，对外部模型数据格式进行转化，实现了协同施工，大量减少了施工过程中可能出现的重复工作。
4、结语
基于BIM技术下的高层建筑结构施工不仅能有效提高结构施工的精准度，还能够使得结构施工中不同专业更为协调、更加统一。基于BIM技术下的结构施工可以实现三维立体化模型，施工人们可以直观的分析立体模型，以便在施工初期对不合理之处进行调整优化，模型中与之关联的地位置也会随之调整，有效减少了结构施工的工作量。当前我国BIM技术在建筑工程中的应用正处于从二维过渡到多维的阶段，如何将BIM技术与传统结构施工更加高效的融合是未来结构施工工作需要重点研究的课题之一。
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