BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用

BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用

刘建

天津嘉锋建设发展有限公司   天津市  301900

摘要：随着我国建筑业的快速发展，装配式钢结构建筑因其节能、环保、高效等优点逐渐成为建筑行业的研究热点。BIM技术作为一种全新的建筑信息化管理手段，其在装配式钢结构建筑中的应用具有重要意义。本文旨在探讨BIM技术在装配式钢结构建筑中的具体应用，以期为我国装配式钢结构建筑的发展提供有益借鉴。

关键词：BIM技术；装配式；钢结构建筑；应用

1. BIM技术特点

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。其特点主要有：

1.1实时性

BIM技术可以实时更新建筑项目的设计、施工和运营信息，确保项目信息的准确性和时效性。

1.2全面性

BIM技术涵盖了建筑项目的全过程，包括设计、施工、运营和维护等多个阶段，实现了建筑信息的全面整合。

1.3协调性

BIM技术可以帮助各个部门之间的沟通与协调，提高工作效率，降低项目风险。

1.4可视化

BIM技术通过三维建模，使建筑项目直观可视，有助于更清晰地了解项目进度和质量。

1.5模拟性

BIM技术可以对建筑项目进行各种模拟，如施工模拟、能耗模拟等，以优化项目方案。

2. BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用优势

2.1提高设计效率和质量

BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用，可以提高设计效率和质量。通过三维建模，BIM技术能够直观地展示建筑的形态、结构和施工过程，有助于设计团队发现潜在问题并进行及时调整。此外，BIM技术还可以与其他设计软件相结合，实现参数化设计、自动化生成图纸等功能，从而提高设计效率。

2.2优化生产计划和资源配置

在装配式钢结构建筑的生产过程中，BIM技术能够提供全面的生产信息，包括构件的尺寸、重量、生产周期等，有助于制定合理的生产计划和资源配置。通过对生产过程的模拟和优化，可以降低生产成本，提高生产效率。

2.3施工过程的协调与管理

BIM技术在施工过程中的应用，可以实现各专业之间的协同工作，提高施工效率。通过BIM模型，施工团队可以清楚地了解施工进度、施工任务分配、材料供应等信息，从而确保施工过程的顺利进行。此外，BIM技术还可以用于施工安全管理，通过模拟施工过程，发现安全隐患并进行提前预防。

2.4提高工程造价准确性

BIM技术能够提供详细的工程量和成本信息，有助于提高工程造价的准确性。通过对建筑项目的全过程进行模拟和分析，可以预测工程成本，为决策者提供有力支持。

2.5绿色建筑与可持续发展

BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用，有助于实现绿色建筑和可持续发展。通过对建筑全生命周期的能耗、碳排放等进行模拟和分析，可以评估建筑的环保性能，为设计师提供优化方案。同时，BIM技术还可以用于建筑运维阶段，实现能源管理、设备维护等方面的智能化，进一步提高绿色建筑的性能。

3. BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用

3.1构件信息建模

随着BIM技术在建筑行业中的应用越来越广泛，构件信息建模是装配式钢结构设计的基础步骤。构件族库的建立是构件信息建模的重要部分，其中包括构件参数设置和构件族生成。在构件参数设置中，需要根据需求设定构件的几何信息、材料信息和连接方式等参数；在构件族生成中，需要根据不同的构件规格及其形式，生成相应的构件族，并保存于库中，以便在后续的钢结构设计与施工中，可以直接调用库中已有的构件族，使设计及施工流程更为高效。构件族库的建立应考虑其可维护性和可管理性。可维护性主要体现在构件信息的定期更新和管理，如有新的构件规格或参数需要更新，可及时进行更新并保存于库中；可管理性主要体现在库的分类和组织，如将构件族按照类型、规格和材料等分门别类组织，方便后续的调用和使用。在构件族库建立的过程中，需要结合项目需求和要求，合理规划和设计库的结构和内容，以实现高效设计、可维护和可管理的目的功能。

3.2加工制作精确化

装配式钢结构建筑的建筑构件种类多、信息复杂，依靠工人现场根据二维图纸信息进行加工生产和工艺把控难度较大，往往会因为人为差错造成生产混乱、堆放无序等问题，造成材料的浪费，影响施工质量。利用BIM模型将相关联的建筑信息统一起来，形成一个整体，完成全面的材料、构件工程量统计，建立对应的、完善的、全面的、准确的构件数据库，提高构件的加工精度，避免材料的浪费。

3.3施工管理的精细化

在装配式钢结构建筑的施工过程中，BIM技术的应用可以实现施工管理的精细化。通过BIM模型，施工团队可以实时掌握施工进度、任务分配、材料供应等信息，从而确保施工过程的顺利进行。此外，BIM技术还可以用于施工安全管理，通过模拟施工过程，发现安全隐患并进行提前预防。利用BIM技术，施工团队可以更加精准地制定施工计划，合理配置资源，提高施工效率。

3.4运维阶段的智能化

在建筑运维阶段，BIM技术可以实现能源管理、设备维护等方面的智能化。通过对建筑全生命周期的能耗、碳排放等进行模拟和分析，可以评估建筑的环保性能，为设计师提供优化方案。同时，BIM技术还可以用于设施设备的监控和维护，确保建筑设施的正常运行，提高建筑的使用效益。

3.5跨部门协同与沟通

BIM技术具有可视化、协调性等特点，有助于实现跨部门协同与沟通。在装配式钢结构建筑的项目中，BIM技术可以将设计、生产、施工、运维等部门的信息整合在一起，实现各部门之间的信息共享，提高工作效率。通过BIM技术，各部门可以更好地协同工作，降低项目风险，提高项目质量。

3.6产业链的整合与优化

BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用，有助于整合和优化产业链。利用BIM技术，可以实现建筑项目的设计、生产、施工、运维等环节的协同与优化，提高产业链的整体效益。此外，BIM技术还可以促进建筑行业与制造业、信息技术等产业的深度融合，推动建筑行业的现代化、智能化发展。

3.7模型共享

在装配式钢结构建筑的设计和施工中，模型协同是BIM技术的主要应用之一。在钢结构设计流程中，模型协同包括了各种设计方案的协同、相互影响的分析以及构件之间的碰撞检测等。模型共享是为了让设计人员和施工人员使用相同的数据，实现建筑信息的互通和共享。除了模型协同和模型共享之外，BIM技术在装配式钢结构建筑的设计和施工中还可以应用于模型构建、变形分析、材料预测和施工模拟等方面。通过建立精确的数学模型，可以分析并预测不同工况下的结构受力状态及其变形情况。BIM技术对结构受力的预测功能可帮助设计人员选择恰当的材料，从而达到建筑节能和耐久的目标。

结语：

总之，BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用具有广阔的前景。我们应充分利用这一技术，推动建筑行业的现代化、智能化发展，为我国建筑事业的繁荣做出贡献。在探索BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用过程中，我们要始终保持创新精神，不断突破关键技术，培养专业人才，加强国际合作，借鉴先进经验，为我国装配式钢结构建筑的发展贡献力量。同时，我们还应关注行业发展动态，紧跟时代步伐，以期在建筑领域取得更加辉煌的成就。

参考文献：

[1]张计磊,徐广军,李晶,梅瑞金.基于BIM技术的装配式幕墙设计与应用[J].建筑技艺,2018(S1):308-312.

[2]丁颖.高层新型工业化住宅设计与建造模式研究[D].东南大学,2018.

[3]李炳云.基于BIM的钢结构住宅集成设计与应用研究[D].山东建筑大学,2018.

[4]余腾飞.BIM技术在装配式建筑设计阶段中的应用研究[D].重庆大学,2018.