BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用

BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用

陈俊星

领睿建设工程有限公司

摘要：现代化计算机技术的有效运用极大地提升了人们的工作效率，让各个领域的发展都变得十分迅速。对于建筑领域，图纸的绘制以及后期的应用对于建筑实施有着十分重要的作用。不仅能够保证建筑实施的质量，还能充分保证建筑施工的各环节的安全。计算机技术将传统的图纸设计转变成为了计算机设计，这样的图纸精度更高，对于现阶段更加精准的建筑施工有着更加积极的促进作用。计算机技术发展至今，BIM作为新兴的计算机制图以及建筑设计的新的应用，在未来有着十分广阔的应用前景。特别在钢结构的工业建筑设计过程中，对于钢结构的受力和建筑的强度有着更加精准的要求与把控的前提下，BIM技术能够将整个设计与施工的过程可视化，从而模拟建筑改造后的整个建筑受力状况，为提出更加合理的工业建筑改造方案，实施更加安全的施工提供有效的支撑。

关键词：BIM；钢结构；工业建筑改造

引言：

工业社会发展至今，已经取得了一定的成就。我国新中国成立初期，工业发展落后，经过几十年间的发展，我国工业建设取得了瞩目的效果。无论轻工业还是重工业领域，都实现了巨大的突破。取得了惊人的成绩。随着社会进步，工业体系的支撑是未来经济发展和社会进步的有效支撑。一些旧的工业体系和工业建筑需要建设的年代久远，一些建筑和设备已经不适应当前的发展，需要进行改造。所以，当前和未来，工业建筑改造成为工业建筑领域中一个重要的实施组成部分。一些钢结构的改造，涉及结构的应力计算和安全验证，改造的难度甚至要超过新建钢结构的工业建筑。在这样的背景下，BIM技术的有效运用，极大地提升了钢结构工业建筑改造的工作效率，保证了工业建筑改造的质量和安全性。为我国未来的工业发展和升级保驾护航。本文针对BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用进行讨论，为今后钢结构工业建筑改造提供一定的参考与借鉴，也为BIM技术的广泛应用提供一定的理论支撑。

一、BIM技术在钢结构工业建筑改造中应用的现实的意义

BIM是在计算机模型中建立起来的一种新的4D模型。包括：时间维度的施工进度连接三维建筑构件模型，进行动态变化全程模拟[1]。这项技术的最大优势就是将原先建筑设计的平面施工的图纸变成了立体的施工建模，对于整个工程的全貌进行3D的全面复原。能够有效地在计算机上模拟出所建设工程的全部组成和重要部件的形状及受力状况。同时，各施工环节的有效信息以及建设工期等信息，都可以在BIM模型中得到全部的体现，为实现工程建筑的全过程把控，提供更加简洁和明了的数据支持[2]。传统的建筑图纸为二维图形，而BIM是在此基础上建立起来的3D图形，为建筑的各个参与方提供了便利。在钢结构工业建筑改造中应用具有十分重要的现实意义。具体表现在以下几个方面：

（一）提升钢结构工业建筑的改造效率

    BIM技术的应用，能够在施工前有效地通过3D建立改造后的模型。可以供施工以及设计等各方进行充分讨论和修改，能够考虑到更多的细节。这样在后续的钢结构工业建筑的改造施工中，设计出更合理，更高效的施工方案。为后续的实施打下坚实的基础，更方便后续施工，缩短工期，提升工程的效率和质量。

（二）减少钢结构工业建筑的改造投资

   BIM技术应用，不仅为钢结构工业建筑改造提供有效的实施方案，还能在后续的施工管理中，对施工工期以及施工投资起到更加详细的划分。从而保证原设计方案的有效实施，从而减少整个钢结构工业建筑改造工程的投资。对于整个工程的经济性有着十分积极的现实意义。

（三）具有便捷性的优势

   BIM技术可以将原有的钢结构工业建筑实现3D建模。整个工程能够得到全部的可视化处理。任何的结构和部件，都能在BIM中得到充分的展示。这样能够在改造前，更加方便决策者对整个建筑的把控。从整体上去考虑改造的效果。同时，可视化的BIM建模，降低了看图的门槛，使得图纸更加便捷简易，方便更吸取更多的意见，同时对现场实际的施工具有便捷性的优势。对于促进整个改造工程的有效实施有着十分积极的意义。

二、钢结构工业建筑改造中存在的问题

  （一）施工考虑不全面

钢结构的工业建筑具有强度高，施工方便等特点。实施改造的钢结构建筑往往设计较为复杂。因为一些需要改造的建筑都是年代久远的建筑结构，钢结构部分锈蚀，达不到相应的强度，特别是一些部分改造的项目，还要充分考虑到与原有设施的兼容程度。这就导致在具体实施钢结构的工业建筑改造过程中，常常因为考虑得不够全面而造成工期延误，投资增加的情况。不利于工业建筑改造整体工作的进步和发展。特别一些老旧的工业建筑，缺少基础数据和基础资料，对于掌握整个工业建筑的情况以及实施改造方案造成了巨大的阻碍。

（二）施工投资巨大

钢结构建筑虽然强度大，耐久性强。但是整体的投资和造价也相对较高。特别一些老旧的工业建筑的改造，因为需要考虑到后续的匹配以及整体的效益，投资往往都较为巨大。加之在实施过程中，不能充分考虑到各方面因素，建设工期和建设投资往往把控困难，造成后续追加投资以及资金的浪费，更增加了钢结构工业建筑的投资。

（三）施工的精度要求较高

工业建筑区别于其他建筑，对于建筑的精度要求相对较高。因为工业生产过程中，需要更加精确的数值要求，才能达到工业生产的目的。如果放松对于精度的要求，轻则生产设备的效率下降，重则可能会导致严重的安全事故，造成不良的社会影响。因此，在实际的钢结构工业建筑的改造过程中，要充分地考虑的改造的建筑精度，确保实施的精度要求，才能促进工业建筑改造的效果，保证改造的质量和安全。

三、BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用的优势及措施

（一）解决施工考虑不全面问题

钢结构工业建筑改造前期需要充分地进行论证，提出各种的改造方案，以挑选出最适合的方案。运用 BIM技术可以协调建决策的工程师，进行建模，在建模的过程中，可以对各个方案实现模拟的碰撞试验和应力模拟，以确定最安全罪有效的施工方案。同时能够提供可视化的模型，为最终决策提供支持，解决传统工业建筑改造思考不全面的问题。

（二）解决投资不合理问题

BIM技术建立的模型，可以对各个改造部分的材料以及施工进行模块化的划分。依照最新的建筑定额标准，充分确定改造实施方案中的各个环节的造价。从而为整个工程改造实施提供更加合理和全面的造价方案。方便施工过程中，管理人员进行管理和决策。能够帮助管理人员更好地去控制投资的额度，保证施工进度的同时，各方面的投资十分清晰。有助于解决传统施工中，工业建筑改造工程投资巨大不合理的问题。

（三）解决施工精度的问题

BIM 技术依托三维参数化软件CATIA 及相关软件技术来实现计算机的建模。通过实际的节点，将整个施工的图形编成立体的工程模型，方便施工工程技术人员进行参考。钢结构的各个应力点以及计算数值，都能准确有效地反映在具体的模型中，方便施工技术人员更加精确的把控。搭建完整钢结构BIM模型，实现四维的可视化，精确到每个钢结构的节点，增加了施工中的精确度，促进了整个工程建设的安全性和稳定性。

总结：随着工业社会的不断升级，对于工业建筑的要求越来越高。老旧工业建筑的改造在未来将成为一个重要的建设组成[3]。BIM技术能够有效地解决工业建筑改造过程中的不利因素，彻底解决其中存在的不安全和不稳定的问题，为实现钢结构的工业建筑改造提供有效的基础保证。未来，随着BIM技术的不断推广和发展，整个工业建筑改造的水平和安全性也会得到更加有力的保障。

参考文献：

[1]李天,丁庆瑞,樊嘉.BIM技术在工业钢结构建筑改造设计中的应用研究[J].建筑科学,2017,33(11):87-91.DOI:10.13614/j.cnki.11-1962/tu.2017.11.015.

[2]薛彪.钢结构工业建筑改造中BIM技术的应用[J].四川水泥,2017(08):150.

[3]杨培德,方益.BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用[J].四川水泥,2015(07):27+25.