BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用

方永梅

青建钢构有限公司 山东青岛 266000

1 BIM 技术在装配式钢结构建筑中设计环节的具体应用

1.1 基于BIM 软件的功能模拟

在装配式钢结构施工中规划施工方案和图纸时，设计人员根据业主提出的要求，在前期查阅和参考类似的工程材料，最后绘制CAD图（二维）和建筑渲染效果图（三维），以展示业务[1]。其中，三维建筑渲染图采用3dMax、Photoshop等软件制作，不能完全显示CAD图纸中的信息。另一方面，CAD设计方案对建筑工程没有给予全面的考虑，设计方案不能完全满足业主和建筑单位的需要。利用BIM软件进行设计时，可以构造出BIM的轻量化模型，根据BIM软件的视觉和动态漫游功能分析设计的方案。这种做法有利于设计师对建筑形式和空间设计的调整。例如，AutodeskRevit软件可以通过第一人称视景仿真和软件中的动态漫游功能，直观地分析装配好的钢结构的内部结构。如果与虚拟现实技术相结合，也可以让设计师体验真实房间里的感觉，即将转速模型导入DVS3D软件，并通过虚拟眼镜或虚拟投影仪模拟真实房间，使用动态交互方法，全面和综合的视图。当设计方案进入深化阶段时，应将建筑信息模型引入专业分析软件，从户外声音景观分析、户外风环境分析、能源消耗分析等方面进行分析。通过对其性能的分析，可以使建筑师在充分满足住宅建筑功能的基础上，提高住宅舒适性、稳定性和安全性。

1.2 通过BIM 技术进行参数化设计

参数化设计是数字信号处理技术的关键特征之一。利用BIM软件建立模型，对原有的设计模式和设计思维进行了创新性的改造。在进行建筑工程设计之前，有必要对建筑方案进行深入的分析和讨论，将工程划分为几个独立的互通单元，并结合建筑工程的实际需要，对多个板块进行组合和改进，规划各种功能的新组合。钢梁、钢柱、龙骨隔墙、门窗系统是钢梁、钢柱、龙骨隔墙、门窗系统的主要组成部分。

2 BIM 技术在装配式钢结构建筑中生产环节的具体应用

2.1 统计材料、工程量

利用建筑模型中包含的材料信息，准确计算建筑工程所需的各种材料和构件数量。将Revit的详细列表导出到Excel软件，并对这些部件的大小、长度、形状和性质进行分析和计划，减轻工作人员的工作量，同时，不同规格、材料组成的共同质量统计目标。还可以在Excel表格输入形状、体积、零件数量等数据，自动获取各原料板的利用率、废料百分比和重量等数据[2]。

2.2 三维模型指导加工

使用BIM软件，可以更新和优化建筑零件模型的数据信息，使之成为LOD400的零件模型。在生产建筑零件时，可以获得建筑零件模型的三维可视化图。如钢结构的进一步设计是装配式钢结构施工最关键的环节。为此可以利用BIM模型进一步分析其设计内容，使其成为钢结构加工和施工图纸，从而使钢结构构件的生产、实际施工和安装的需要联系起来。此外，钢结构的加工安装直接关系到构件的装配，与建设工程的施工质量和成本密切相关。因此，在施工现场安装钢结构时，必须严格按照图纸进行组装。

在高级设计阶段，钢结构模型级别高于LOD400时，BIM软件能够清楚地显示钢结构支撑系统中大量元素之间的联系。这种情况可以从钢铁生产厂使用的人力来描述关节、统计中减去，从而大大提高了钢铁零件加工的准确性和效率，避免人工操作造成的误差。只有使钢结构模型更加准确、专业、规范，才能使钢结构模型构件的详图更加准确、科学，从而降低偏差概率，节约工程造价。

图1 三维加工图

3 BIM 技术在装配式钢结构建筑中施工环节的具体应用

3.1 基于BIM 的4D 应用

在建立三维模型的过程中，增加了进度信息，能够充分、直观地反映不同时期节点下模型的形状。这是BIM的4D模拟应用。该应用程序可以模拟多种施工方案，选择最科学合理的施工方案，并可对施工工艺进行虚拟钻进，可预先控制和防止施工出现的差错。装配式钢结构是由制造商在施工现场加工的大量建筑构件组装而成，在此过程中各构件必须按时顺利组装以防止主要工序之间的冲突，可选择4D模拟来构建施工过程的虚拟施工，以达到预控制施工过程的目的[3]。

3.2 利用BIM 技术模拟施工方案

组合钢结构建筑中重要节点的施工模拟主要是模拟建筑物的局部施工过程，通常在实际施工过程中对节点的位置有具体的要求。BIM模型允许动态显示施工节点的安装顺序，使过程可见。提前模拟重要施工环节的作业过程，有助于优化和完善施工设计方案。

4 结语

装配式钢结构建筑在设计、施工工艺、生产加工等方面还存在一些不足。然而，组合钢结构建筑在可视化、模拟、协调、统一等方面的优势，弥补了组合钢结构建筑的不足，有效地提高了建筑工程质量，同时也促进了装配式钢结构建筑的稳定发展。