钢结构工业建筑改造中BIM技术的应用

(合肥水泥研究设计院， 230051)

钢结构工业建筑改造中BIM技术的应用

薛 彪

(合肥水泥研究设计院， 230051)

针对目前BIM技术应用于钢结构工业建筑改造中的缺陷问题，文章分析了BIM技术应用于实践的优势与局限，并提出了具体问题优化控制的方法策略，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明，BIM技术在钢结构工业建筑改造中的作用效果发挥，需通过完善结构设计以及视图转换，来强化工程项目三维模拟的准确性。

钢结构工业建筑改造；BIM技术；Revit软件；工程模拟

0 .引言;

工业建筑中，钢结构以其特有的作用优势，使得市场环境呈现出多元化的发展趋势。然而，其在实际作用过程中，会受工业建筑改造造价成本、结构设计以及施工精度等问题的影响，而降低改造优势。基于此，相关建设人员应将现有的科学技术充分重视起来，即通过采用BIM技术，来降低与原有建筑结构形式差异所带来的影响。即可采用BIM技术，来实现钢结构工业建筑的改造目标。这是提高工业进行现代化经济建设水平的重要课题内容，研究人员应在明确其技术应用局限的情况下，找出优化控制的方法策略，从而作用于实践。

1 .钢结构工业建筑改造中BIM技术应用优势

研究表明，BIM技术在钢结构工业建筑改造中的作用优势主要体现在三个方面。首先，该技术的应用，实现了模型信息的关联协同，即通过三维几何建构与拓扑关系的协同关联，来进行设计信息、施工信息以及管理信息的全程整合。这里的信息包括：材料特性、构件名称、成本控制情况、施工项目工序以及工程安全。其次，模型构件识别更新，BIM技术主要作用于设计全生命周期。由于信息模型的构建对象是能够识别更新的，因此，系统可通过对模型构件信息的统计分析，来生成相关的虚拟形体与文档图形。此技术应用不仅能够服务于同一构件的模型自动识别，还能对不同阶段的构件进行修改同步整体更新。最后，整体模型的演化拓展，由于BIM技术监理的整体模型包含了演化拓展的建筑全寿命周期，这就意味着设计模型对象的变更会自动拓展到与之关联的模型构件中。这样一来，就实现三维图纸与三维形体，甚至是四维管理信息的同步演化[1]。

2 .BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用局限

BIM技术应用的钢结构工业建筑改造环境存在诸多局限，其中影响最大的问题因素主要体现在三方面，即造价成本、设计难度与施工精度。在钢结构工业建筑改造的造成成本方面，由于改造带来的功能变化，使得原有的设计理论方法与目标功能存在较大差异，即空间使用要求、结构要求以及规范强制性条文均存在差异。因此，与新建钢结构工程建筑不同，建筑改造的设计初期还要对原建筑的建造设计方案与建筑物使用现状进行充分了解，以实现改造的作用效果。然而，此过程，采用的钢材量大且价高，这就使得改造工程需要耗费掉大量的人力物力，从而影响了造价成本的控制目标实现[2]。

在设计难度方面，由于钢结构的设计难度大，结构造型具有复杂且成本较高特点，因此，设计人员必须结合现有钢结构工业建筑情况，从多种钢结构构架形式中找出最优的设计方案。此外，还要充分考虑设计使用材料的受力性能和结构荷载分析计算，这就增加了设计施工与维护工作开展的难度。

在施工进度方面，虽然工业建筑建设使用的空间较为开阔且结构跨度相对较大，但其外表皮的围护结构却因未受重视而处于较为脆弱状态。为此，改造技术应用人员需将外表皮的处理作为工作重点，而只有施工精度保证了，才能达到设计赋予的新功能目标。否则，就会破坏原有钢结构工业建筑的整体风貌。

BIM技术在上述改造局限环境下进行应用，为此，相关建设人员应从实践角度出发，将现有的科学技术充分作用于结构设计施工使用中，从而加快钢结构工业建筑行业的快速发展进程[3]。

3 .优化钢结构工业建筑改造中BIM技术的应用控制策略

3.1 结构设计

BIM技术要想实现作用于钢结构工业建筑效果，需从设计角度入手，即将需改造的建筑结构输入到Revit软件中。而后，分批次输入改造内容。此过程，BIM技术的作用方式是实现钢结构工业建筑结构设计目标的核心工作。具体来说，BIM技术与CAD性质不同，其系统中每个构件均是独立存在的。而且，CAD中的构件大多为简单的线条或是块，构件与构件并没有关联性。即使是较为先进的CAD软件也很难作用于更为具体的信息数据。而BIM技术以其可见性与工作集，将各个结构设计细节进行分类，以准确划分设计责任归属。在Revit软件中完成工作集分配后，就可建立结构构件。可见性功能就体现在这一方面，即从设计图纸上可以看出来。当将所有改造结构输入到BIM软件中后，工作集形成，若想表达部件，只需对拆除部位进行可见性设计，以获得改造前的图纸拆卸内容。而后，就可进行原钢结构工业建筑的拆除，以进行相关楼层的新建操作。最后，对最后形态设置可见性，以得到最终完成的改造效果示意图[4]。

3.2 视图转换

首先，将设计完成的视图内容转存为DWFx文件，以供施工单位随时利用Design Review软件进行三维效果查看。这样一来，就能以直观的方式获取钢结构工业建筑改造的意图。此外，由于Revit软件与盈建科软件是相互贯通的关系，因此，BIM技术应用人员可将模型转入盈建科软件来进行结构计算。如果计算的结构强度达不到设计要求，则需进行加固处理。例如，构件的连接处，应采用钢结构，即钢梁与钢柱的连接，来进行加固方式的计算。此过程，当模型传入时，盈建科构件与Revit族的截面要进行有效匹配。

目前，可供选择的既能实现加固连接，又能满足构件与族的截面匹配要求的方法有两种。其一，原有结构柱截面不动，直接将结构柱匹配成盈建科相同的截面。其二，将原有结构柱匹配成盈建科四角钢格构式组合截面。要想保证BIM技术的应用控制效果，技术人员要结合工程建设的实际情况，选择其中一种。即铜鼓比较计算，来确定加固连接方案。以得出第一种匹配方法为例，该方法的应用不仅能够解决原建筑结构柱的加固局限，还解决了柱子与钢架的连接问题。在建立模型的过程中，主要是在Revit平台完成的，其他专业人员也要协同参与设计方案的确定，以提高设计应用的科学合理性。当设计完成后，相关人员要对三维立体管道进行检查，即通过对施工期间可能遇到的问题进行工程模拟，以提高其应对突发事件的技术处理水平[5]。

4 .结束语：

综上所述，钢结构工程建筑改造中BIM技术是控制改造造价成本、提高结构设计质量以及保证施工精度的有效手段，为此，研究人员应在掌握BIM技术应用所处工程建设市场的基础上，找出优化控制的具体方向，进而加大科学技术的应用力度。事实证明，只有这样，才能将影响工程建筑改造成果的因素进行控制管理。然而，BIM技术在钢结构工业建筑改造中的作用效果并未充分发挥出来，所以，研究人员应加大其作用效果的普及，以提高工业建筑的现代化经济建设水平。

[1]龙从林. 钢结构工业建筑改造中BIM技术的应用研究[J]. 建筑安全,2017,(04):52-54.

[2]吴晓燕. 基于BIM技术的既有建筑改造应用研究[J]. 建设科技,2016,(12):57-59.

[3]王润生,王泉,徐静. BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用[J]. 青岛理工大学学报,2014,(05):33-36+41.

[4]石越,青木信夫,徐苏斌,吴葱. BIM技术在历史建筑信息采集中的应用——以黄海化学工业研究社为例[J]. 建筑与文化,2014,(07):79-81.

[5]曹毅然. 模拟技术在工业建筑节能改造方案中的应用研究[J]. 工业建筑,2013,(01):28-31.

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1007-6344（2017）08-0150-01