BIM 技术在高层建筑结构施工中的应用分析

郭建莉，尚朝对

（德宏职业学院，云南 德宏傣族景颇族自治州芒市 678400）

随着我国建筑行业的快速发展以及施工技术的不断提高，人们的日常生活中出现了越来越多的高层建筑。BIM 技术作为一种现代化信息技术，发挥其自身优势，为建筑工程项目各阶段的有效开展提供了信息依据，实现了施工质量和施工效率的双重提升。高层建筑由于其层数高、工程量大等特点，施工难度较大。因此，在实际工程中，为保证高层建筑施工的有序进行，可以引进BIM 技术，利用BIM 技术可视化、模拟性、协调性等特点，为高层建筑结构施工提供一定的技术支持。

1 BIM 技术的特点

BIM 技术是建筑信息模型（Building Information Modeling）的英文简称。BIM 技术作为一种建筑设计软件，能够将较为粗略的传统建筑行业转变的更加高效、精细，对建筑行业来说帮助颇多。BIM 技术的出现极大的推动了建筑业的发展。BIM 技术具有以下特点。

1.1 可视化

对于建筑行业而言，可视化在建筑业中的作用是非常广泛的。在现在的建筑业中，通常会有一些关于设计方向的效果图，为人们提供可视化的帮助，但是，这种帮助往往只是包含了构件大小、位置颜色等信息，对其他方面的信息内容包含不多，严重缺少了构件之间的互动性和反馈性，而BIM技术的可视化功能，就可以实现构件间的互动性和反馈性，消除2D 图纸所不能反映出的构件碰撞问题，优化工程设计，减少由于设计图纸错误而造成的返工的可能性，使项目在设计、运营和实际建造的过程中都能够在直观可视的状态下得到正确有效的进行。

1.2 模拟性

BIM 技术的模拟性体现在建筑结构施工的各个阶段，通过对施工过程的模拟来提高施工质量，优化施工方案，降低施工过程中的各种风险。在设计阶段，BIM 技术通过建立3D立体化的模型将设计方案直观立体的展现出来，避免了高层建筑结构设计中个体与整体碰撞问题的发生；在招标阶段，BIM 技术通过4D 施工模拟技术将3D 立体化模型与施工进度相链接，建立4D 施工信息模型，即根据施工组织设计来进行模拟，通过模拟来进行最优施工方案的寻找。在施工材料采购阶段，也能够采用BIM 技术进行模拟，通过建立模型将材料费、机械费、人工费体现出来，系统再根据施工实际情况，给出合理的材料采购计划，并将成本控制在工程预算范围内。

1.3 协调性

在建筑行业中，协调性起着重要的作用。结构施工过程中会出现各种各样的问题，施工单位、业主、设计、监理单位相互协调、相互配合，就显得尤其重要。并且，由于高层建筑结构的工程量巨大，很多建筑工程会采用分包的方式，若各分包单位不能及时就各种施工信息进行有效的交流，容易存在施工不到位的情况。此时，可利用BIM 技术自身所具备的协调性特点来进行问题的处理。BIM 技术可有效汇总各施工单位的施工信息，实时进行信息交换，可以使建筑施工的准确性得到保障。

2 高层建筑结构施工的特点

在我国现行规范《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）中，对高层建筑进行了如下定义：10 层及10 层以上或房屋高度大于28m 的住宅建筑和房屋高度大于24 米的其他高层民用建筑。高层建筑由于其楼层多、高度大，施工技术和组织管理复杂，除具有一般多层建筑施工的特点外，还具有以下施工特点。

2.1 工程量大、工序多、配合复杂

高层建筑施工工程量大、工序多，同时，土方、钢筋、模板、混凝土等10 余个专业工种交叉作业，组织配合十分复杂。因此，对技术的要求也更加严格。

2.2 施工周期长、工期紧

高层建筑单栋周期一般要经历2 ～4 年，平均2 年左右，结构周期一般为3 ～10 天一层，工期长而紧。为保证施工质量，需要合理安排工序，并需要制定一定的安全防范措施保证施工的安全。若需冬、雨期施工，还需制定特殊的施工技术措施。

2.3 层数多、高度大，安全防护要求严格

高层建筑层数多，高度大，高处作业多，施工单位需做好各种高空安全防护措施，保证施工操作和地面行人安全，因此，投入的安全措施费用也更高。

2.4 质量要求高

为保证高层建筑结构的耐久性，对高层建筑施工质量的要求很高，需满足防水、抗震要求且拥有足够的稳定性。因此，土建、水、电、暖通、燃气、消防的材质和施工质量要求都相应提高。

3 BIM 技术在高层建筑结构施工中的应用

BIM 技术的发展和使用，为建筑行业提供了有效的帮助。目前，我国对BIM 技术的相关政策也在不断地出台更新，BIM 技术在建筑行业的应用涉及设计、施工、预算、管理等多个方面，本文主要就BIM 技术在高层建筑结构施工方面的应用进行阐述，具体内容如下。

3.1 三维碰撞检查（冲突检测分析）

高层建筑建设中管线布置复杂，设计人员在设计阶段进行电力电路、通信线路等大量管线的布设过程中，由于2D图纸往往不能全面反映个体、各专业、各系统之间的碰撞可能，经常会存在一些构件碰撞问题。因此，可以利用BIM 技术进行碰撞检查，优化工程设计方案，减少乃至消除因设计原因造成的返工问题。利用BIM 技术的碰撞检查功能进行冲突检测分析后，施工人员可得到优化后的3D 结构方案，并根据3D 结构方案进行施工模拟，可有效地提高施工质量。

3.2 模拟施工

由于高层建筑结构施工工程量大、工序多，故在实际施工中会出现各种各样的突发状况。BIM 技术提供的虚拟施工平台可以在计算机上模拟整个建筑施工过程，减少施工中突发状况的发生。虚拟施工模型可以通过输入该工程实际数据信息资料进行整个施工过程的模拟以及施工方案的优化等。模拟施工可以及时发现设计错误，对设计图纸中存在的错误及时更正。并且，施工过程中存在着各种各样的风险，模拟施工可以对这些风险进行对比分析，确定采用不同施工方案的可行性，并且确定各方案的模拟施工周期。同时，在模拟施工的过程中，可以发现建筑施工过程中可能存在的质量和安全问题，减少施工过程中的突发状况，更好地促进施工的顺利开展。因此，BIM 技术的虚拟施工应用使专业人员对施工现场和施工进度有了更全面的把控，更有利于施工质量和施工进度的保障。

3.3 4D 施工模拟

随着建筑工程规模的扩大，施工项目管理变得越来越复杂。而建筑工程施工本身就一直处于一个动态变化的过程，任一环节出现问题，都只能重来，这样不仅会浪费材料和人力资源，还会对施工质量和安全产生很大的影响。高层建筑的施工项目管理就尤其复杂，而BIM 技术提供的4D 施工模拟技术将3D 立体化模型与施工进度相链接，建立4D 施工信息模型，即根据施工组织设计来进行模拟，通过模拟来确定最佳施工方案，实现工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理，使各个环节的施工进度安全、有效地得到保障，使施工项目管理由复杂变得简单、有序。

4 结语

在高层建筑结构施工中应用BIM 技术，实现了虚拟施工和信息化施工管理，在进度、成本、质量、安全管理上实现了最优化。并且，对工程技术人员而言，BIM 技术的应用实现了对施工过程的全面管控，保证了施工质量和施工进度，使施工项目在动态中安全、有序地进行。同时，BIM 技术在高层建筑结构施工中的应用改善了传统高层建筑结构施工中的各种不良现象，将BIM 技术引入施工中，弥补了传统技术的不足，不仅使资源利用更加高效，而且施工数据信息的精准度更高。综上，BIM 技术的应用优化了高层建筑结构施工的全过程，保障了高层建筑结构施工技术的规范性，同时，促进了我国建筑行业整体有序健康地发展。