装配式钢结构建筑施工中BIM 技术应用分析

王伟汉

（漳州靖圆发展有限公司，福建 漳州 363000）

现阶段，BIM 技术在建筑工程领域的应用越来越广泛，使用BIM 技术能够避免出现施工失误，减少施工物料和项目造价资源浪费。在建筑工程项目中，装配式钢结构建筑深受施工人员的喜爱，将装配式钢结构与BIM 技术相结合可优化施工效率、提高工程质量。

1 装配式钢结构项目运用BIM 技术的重要性

1.1 及时发现施工缺陷

目前，在工程建设项目中，装配式建筑主要是完成钢结构构件的装配，钢结构构件的质量直接关系到工程项目的整体质量和效果。采用BIM技术对钢结构构件的强度、承载力、质量、稳定性等进行数值模拟，结合数值得出最终结果可确保构件质量符合使用规范。此外，通过BIM 技术对装配式钢结构建筑外观进行建模、对整个建筑物料强度和质量进行仿真，可及时发现建筑本身的质量缺陷，第一时间对其进行优化和改进，从而保障装配式钢结构建筑施工标准。

1.2 衍生多种创新性设计方案

利用BIM 技术对钢结构建筑进行数值仿真，并对房屋预制梁和承重墙上加装的钢结构进行模拟创新设计，可有效防止墙、梁发生质量问题，且加装了钢结构之后还方便了建筑后续的使用和装修。第一，创新性地在梁、柱节点上增添钢结构隔板、隔柱等设计，可为建筑本身增添“别样化”设计，避免出现一成不变的传统设计方案。第二，利用BIM 技术进行3D 模拟，可解决隔板注浆、管柱直径狭窄等施工难题。第三，将BIM 技术应用于装配式钢结构建筑创新性地使用“扁钢混凝土柱子框架+钢支撑”设计，将钢柱和钢梁隐藏在墙体中，可优化建筑实际使用面积，提高民众的居住质量，且所有钢构件均为整体组装，其施工、安装速度是常规框架混凝土构件的数倍，微观层面上缩短了工期。BIM 技术与装配式钢结构建筑相结合还会衍生多种兼具创新性和实用性的设计体系，如可在楼梯、飘窗等位置进行创意设计，内嵌养鱼缸等，且与常规施工相比，可节约项目造价，减少施工物料浪费。

1.3 形成智能化、数字化模拟设计方式

在建筑行业，BIM 技术使用频率较高且吸引了众多企业和专家参与到BIM 技术更新、研发工作之中，这也为装配式钢结构建筑的施工提供了良好的施工技术交流环节。BIM 技术利用建模和数字以及数字模拟、智能加工、智能设计等措施将多种不同施工信息进行整合，以达到识别和处理各种施工矛盾的目的，为装配式钢结构项目施工技术的发展创造了良好的交流氛围。通过BIM技术可以在不同类型的装配式钢结构项目中进行信息流通与整合、人性化管理、多维（3D、5D）可视化设计、智能化生产和加工、装配施工以及数字化探讨，优化了施工效率，提高了工程质量。

2 装配式钢结构项目运用BIM 技术案例解析

2.1 在监测环节运用BIM 技术

工程项目可视化是建筑施工项目中较为重要的监控、监测手段，工程管理中心采用BIM5D 技术和远程视频监测技术对工程进度进行动态管理，可达到实时监测工程进度的目的。监测管理员可在网站和手机上查看BIM 实时数据，操作方式简单有效且便于项目管理层制定后续施工计划和资源投入计划。通过BIM5D 质量体系建设工程质量管理平台对工程质量进行全方位、实时动态监控，有助于质量管理标准的有效落实。质检员将工程施工质量监督中出现的质量问题通过手机端实时上传至管理平台，以BIM5D 模式进行标记。其他项目部经理将实时反馈的质量问题全程跟进并督促施工人员进行整改，消除质量隐患，确保项目高质量交付。在BIM 虚拟建筑施工中还可对存在安全风险的节点和工序流程进行BIM 建模，并将风险节点的位置信息输入BIM5D 系统中，对施工中的安全操作流程进行引导。在具体施工过程中，利用云计算、物联网、大数据等先进技术结合现场情况进行安全检查，将施工现场存在的施工作业不规范、安全防护设施损坏等安全风险记录到BIM 安全管理信息系统中，方便管理层随时查阅并进行项目预算控制。质检部门工作人员和管理部门一旦发现风险，立即通知相应的主管部门进行整改。总之，利用BIM 多维技术（3D、5D）可对建设过程进行跟踪和分析，避免出现重大安全责任事故。例如，漳州高新区古湖安置房项目的工程造价费用约为5.5 亿元，工程BIM 施工方案编制、施工环节监测、制定并调整施工进度计划，整理、汇总施工各种物料并做好对该项工程的竣工验收等工作。现本项目还未竣工验收，主要应用方面的汇总为表格统计，见表1。

表1 漳州高新区古湖安置房项目监测汇总

2.2 在工作效率环节运用BIM 技术

BIM 技术最主要的功能即为多维虚拟建模。通过BIM 多维虚拟建模技术能够让甲方施工单位在视觉上感受到逼真、整洁，且结合BIM 技术可进行施工现场流程示范和施工阶段的调整，让甲方直截了当地明晰装配式钢结构项目预算消费节点、物料使用情况，在甲方单位莅临视察时起到重要作用。在施工方面，BIM 技术能让施工人员更直观地了解施工难点和工期计划，通过与技术交底部门进行工作结合，可优化项目交底工作质量，且在后续与购房者的沟通更加顺畅。施工工作效率的提高解决了以往施工方不愿看、不能记、不能交底的顽疾，通过对施工过程中各种复杂施工环节的了解，让施工人员真正“看、听、说、做”，进而提高施工人员的职业素养，也为施工单位的安全生产和文明建设打下了坚实的基础。该方法解决了由物料采购、制造、安装人员技术交底不清楚而造成物料采购误差、物料质量不高、安装困难等问题。甲方管理层也可在BIM 模型基础上利用BIM 技术的3D 可视化功能对仿真工程进行全面指导。将BIM 模型与施工进度计划、预算投入相结合，有利于甲方和监理部门掌握项目预算、工期和人力信息，在前期土方工程和技术员测量后，质检员与相关管理部门建设更高层次的BIM5D 模型，达到对施工场地规划、施工资源统一调配和施工进度进行控制的工作目的。

3 装配式钢结构项目运用BIM 技术的优化对策

3.1 掌握设计施工难点

BIM 技术在装配式钢结构项目设计中的应用能够最大限度地体现BIM 技术的优点，装配式钢结构项目应用该技术可以更好地体现出施工合理性，从而有效地改善建筑项目的设计、施工质量。因此，在应用BIM 技术时，应深入理解设计施工难点，并将设计施工难点通过BIM 建模体现出来，让该技术在装配式钢结构项目的各个阶段得到充分应用。

3.2 熟练使用BIM 信息化手段

在装配式钢结构项目施工环节，施工队伍十分依赖信息化手段。在设计阶段，施工队伍在观察设计图纸时要先使用计算机软件对其进行三维建模，并根据模型信息确定各钢结构构件的特征，从而进行预制构件组合。目前，BIM 技术已被越来越多地应用于建筑领域，施工队伍利用BIM 技术能有效地提高装配式钢结构项目的施工水平。施工人员在对钢构件进行设计时，利用BIM 技术对工程项目进行三维建模，对安装环节的每个细节进行细化，对工程量进行细分，综合确保钢构件的参数信息。在钢构件装配环节中，施工人员还可以通过BIM 进行仿真模拟，对装配过程中出现的问题进行分析并解决。只有充分利用BIM 信息化手段，才可以让施工人员更好地工作，提高施工效率。

3.3 充分使用BIM 多维模型

BIM 技术中最重要的就是多维建模功能。所谓建模功能就是使用BIM 技术建立装配式钢结构项目模型，建模工作原理就是BIM 数字化处理。开始建模前，要先对整个建筑项目进行全面数据采集和总结，并对数据进行深度分析，发现数据错误和矛盾，消除因信息不畅通导致的数据错误事故。在这些工作完成之后，将所有数据资料进行有效整合，即可开始打印建模。待模型建立到位后，要运用BIM 检索功能对装配式钢结构项目模型进行检测，以避免出现建模错误、失败造成信息差距或预算超额支出等问题。利用BIM 技术可有效提高工程设计效率，确保施工整体质量。然而，由于BIM 技术本身存在部分功能缺陷，不能充分地满足整个工程结构要求，因此，在施工现场实际使用中，多部门必须及时沟通，了解施工现状，并及时调整突发方案进行应对。突发方案的调整离不开BIM 模型，即根据施工过程中所需要的技术支持或施工项目的具体情况，通过模型对BIM 应用技术阶段进行合理调整。在此环节中，BIM 模型细节的精确性显得十分必要。根据模型和现场情况，管理层和施工人员在脑海中达成“虚拟+现实”双重了解对施工突发状况进行合理设计和调整，避免装配式钢结构项目建设出现重大安全事故。

3.4 重视钢结构构件采购环节

在装配式钢结构项目施工过程中，管理层和质检员对钢构件质量管理起着重要作用，其质量控制好坏将直接影响项目施工效果。因此，施工队伍必须加强对钢构件的管理，以保证钢构件的质量和数量不会有偏差，防止质量较差的钢构件进入施工现场。在项目入场前，质检部门和采购部门联合进行物料采购，在选定钢构件工厂时做好市场调查工作，以便了解厂家的市场信誉。同时，甲方管理层也要到厂家进行现场检查，确定合格的钢构件供应商。在后期合作中，施工队伍要加强与供应厂家的沟通，把特殊形式钢构件的制造资料传递给厂家，以防止因沟通不当导致产品出现问题。在钢构件入场后，施工人员要对钢构件采取措施，防止钢构件浪费。例如，在钢构件搬运时，施工单位要注意轻取钢构件，并严格按照规范程序进行搬运，防止因搬运不当造成钢构件外表损伤。异型钢构件必须由施工单位负责设置相应支架，以确保其在运送时的稳定性。管理人员和财务人员要对被放置于库房的多余钢构件定期进行数量盘点，确保钢构件不丢失。钢结构构件在存储时也要妥善保管，避免因存储不当出现物料损坏和磨损，从而增加项目额外预算。

4 结语

在装配式钢结构项目建设中，如何加强工程质量控制是保证工程质量和施工效率的关键。通过运用BIM 技术等先进技术手段，在施工场地布局仿真作业时发现安全隐患进行及时处理。BIM应用和安全生产是建筑施工安全的重要保证，甲方管理层要设立质量检查部门，利用BIM 对钢结构高空坠落、吊装、防火等危险因素进行预警，并根据不同危险因素采取相应的防范措施。