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摘 要：近年来国家提出建筑工业化，大力发展装配式建筑，即使用预制构件在施工现场进行装配的建筑方式。装配式的建筑方式与我国目前的钢结构体系的生产与建造方式不谋而合。钢结构建筑结构体系受力明确，工业化程度高，是比较适合与装配式理念相结合的一种结构体系，同时为使整个建筑体系更加集约化、标准化、一体化，采用BIM技术配合钢结构建筑的生产，安装及运维。
关键词：钢结构;BIM技术;装配式建筑;应用
中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0262-02
引 言
本文通过具体竣工完成的钢结构装配式工程项目为依据，介绍了BIM技术在工程各阶段的主要运用。研究了建筑信息模型与钢结构装配式的结合点，探讨了BIM技术的主要技术特点和核心应用范围，分析了BIM技术在钢结构装配式建筑中各阶段的应用内容和应用价值。
1 装配式建筑施工的主要特征
装配式建筑施工是利用大型建筑构件现场组装建筑物的施工方式。该方式的主要特征可被概括为三个方面：①施工周期更短，在装配式施工模式中，建筑物的墙体、管线等构件已经在加工部门中浇筑成型，施工现场只需要完成吊装等工作，因此其施工周期较短。②施工现场对于周边环境的影响较小，传统的施工模式中，通常需要在夜间浇筑混凝土，因此其会产生严重的噪音污染、光污染以及废水污染。但装配式建筑施工简化了这一环节，因此其所带来的污染相对较少。③施工设计更为合理，传统的施工模式中，会严格依据图纸的设计开展施工，但施工现场通常会出现难以控制的变更，施工的变更流程较为复杂，其合理性也难以得到保障。但装配式施工通常会利用信息技术完成前期设计，在遇到临时变更的情况下，施工单位可通过信息技术预演变更流程，从而使现场施工更为合理。
2 BIM技术的构成
BIM技术主要是由虚拟仿真技术、数字建模技术、计算机模拟技术以及三维可视技术共同构成。虚拟仿真技术是由VR技术与计算机仿真技术融合而成。该技术可通过信息采集系统，将施工现场、建筑构件以及施工机械等要素制作成比例逼真的模型。数字化建模技术，是将仿真模型转换为数字模型的技术。利用该技术施工模型将在计算机处理界面中得到任意转换。计算机模拟技术是将调整、使用数字模型的技术。在施工应用中，设计人员可编制静态的模拟场景，以实现施工流程重现。也可利用融入物理数据的动态模型，对施工设计与建筑质量进行检测。三维可视技术是展现建筑细节，还原建筑场景的关键技术。其通过逼真的界面展示，可将建筑构件与建筑空间还原成立体图形。利用这一技术，计算机模拟技术的视觉体验感将得到加强，施工单位可利用该技术更为详细地观察施工结果，从而使施工流程得到优化。
3 BIM技术的应用
3.1 协同工作
BIM技术可改变传统设计施工流程，提高工作效率。然而在实际应用中，不论是设计单位还是施工单位的使用和过程中，采用BIM技术之后甚至有可能出现效率不升反降的情况，其原因有多种，其中协同工作是一项比较重要的影响因素。传统的设计过程和施工过程中，各专业之间的设计和施工是线性的，分散的。当只采用BIM技术而未进行协同工作时，只不过是在线性的工作模式上采用的新工具，除了增加学习时间和学习成本外没有产生任何改变，效率自然是不升反降，因此，采用协同工作的方式使用BIM技术至关重要。
协同工作分为内部协同和外部协同。内部协同即在同一个主体里，这个主体可以是一个设计小组，也可以是一个施工单位的各参与施工方，共同来完成一个项目，是一种集合和集中的工作模式，各参与方以模型作为中心化的载体，都对各自领域的模型负责，减少参与方之间线性的工作模式，从而提高工作效率。
外部协同是在不同主体之间的信息传递和共享的协同。如设计方或者咨询方交付给施工方的信息，属于外部协同。外部协同的核心问题是信息的传递和接收。为了避免模型在传输的过程中信息丢失，数据格式就显得尤为重要。目前存在的数据格式如IFC，XML，DXF等皆有各自的长处与优缺点。
3.2 辅助施工
3.2.1 三维交底
通过信息模型的建立，提前预知施工过程中的重点难点，模型中的信息应尽可能的完善，除了基本的构件尺寸，包括链接方式，构件位置等信息都可以直接帮助施工人员更全面、更直观的对工程或者细部节点等有更深入的了解。通过模型进行三维交底，最大限度的避免工人在施工过程中因失误而造成的资源浪费和较低效率。在施工现场通过张贴二维码的方式进行技术交底，工人可通过自己的手机扫码，查看其中的节点详图，注意事项，及交底文件等信息。既可做到人手一份交底文件，又减少了纸质版交底的资源浪费。还可以把模型、图片、音频，视频等多种文件格式导入二维码，完善技术交底资料。
3.2.2 成本与进度管理
通过在建立模型的过程中加入时间轴参数，成本信息与物料信息等，除了可以进行施工过程质量管理，还可以进行成本管理。通过合理的安排施工计划和关键时间节点，在某一时刻，可以更直观的得到形象进度，产值统计和实际工程状态等信息，更便捷更准确的进行三同步的横向对比，及时发现成本偏差，并采取措施进行纠偏，使其符合合理的进度计划和成本计划，达到精细化管理的目的。这种关联施工过程中进度、成本、物料等信息的模型以BIM平台为核心，以各专业模型为载体，以预施工为方法，准确合理的数据信息为基础，在平台上通过模型的数据分析，使各项信息在时间轴上聚合成同一的整体，选取某一关键时间节点即可得知此刻项目应有的各种状态信息，方便与实际工程状态进行对比和统计。这就使提前编制的成本计划和进度计划不再是一纸空文，可随时进行实时对比，真正形成动态管理、分析与调整。通过调整的模型数据之后继续完成数据对比的工作，达到动态分析的目的。应注意的是，要达到良好的效果，除了模型精度准确的数据输入和输出之外，计划的编制水平同样至关重要，这又从侧面反映出BIM技术是信息与数据的处理技术，而不是建模技术。
3.2.3 构件拆分
钢结构装配式建筑的建造方式，区别于传统的建造方式，包括构件拆分、吊装工艺和机械化程度高等传统建造模式所不具备的特点。而BIM技术依靠其可视化、参数化等特征，相对于传统建筑方式来说，与装配式建筑结合更能体现出BIM技术的特点，其中构件拆分与深化是其中具有代表性的结合点。预制构件作为装配式建筑主要施工材料，通过BIM技术合理科学的构件拆分和模数优化，可减少大量的资源浪费，减少切割废料和施工现场的工作量。钢结构装配式建筑中涉及到的构件拆分主要是内外墙构件及外墙装饰等。
4 结 语
综上所述，BIM技术近年在我国取得了长足的发展和进步，但我国仍处于摸索階段，在项目各阶段的应用还远没有达到所宣传的深度和广度，暂无相对成熟的BIM应用框架和流程，在BIM技术使用过程中数据的传递与处理仍存在诸多不足。但是通过越来越多工程案例的运用和探索，BIM技术对建筑工程，特别是钢结构装配式建筑工程的重要性不言而喻，无论是四节一环保、绿色建筑，还是我国建筑工业化发展，BIM技术都是其中不可或缺的重要一环，相信随着BIM技术的不断深入研究，数据处理平台和传输格式的不断完善，BIM技术终会真正促进我国建筑工业化的产能输出。本文所探讨的有关BIM技术在钢结构装配式建筑当中的具体应用，在内容以及形式方面还存在着很多的不足，希望相关人士能够给予一定的指正，与此同时希望能够给业内人士带来一定的借鉴，推动我国钢结构装配式建筑的发展。
参考文献
[1]韩友强.BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用[J].建材与装饰，2016（34）.
[2]何关培.BIM总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3]马跃强，施宝贵，武玉琼.BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用研究[J].上海建设科技，2016（04）.
收稿日期：2018-12-13
作者简介：程 苗（1985-），女，工程师，硕士，主要从事钢结构工程施工工作。
关键词：钢结构;BIM技术;装配式建筑;应用
中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0262-02
引 言
本文通过具体竣工完成的钢结构装配式工程项目为依据，介绍了BIM技术在工程各阶段的主要运用。研究了建筑信息模型与钢结构装配式的结合点，探讨了BIM技术的主要技术特点和核心应用范围，分析了BIM技术在钢结构装配式建筑中各阶段的应用内容和应用价值。
1 装配式建筑施工的主要特征
装配式建筑施工是利用大型建筑构件现场组装建筑物的施工方式。该方式的主要特征可被概括为三个方面：①施工周期更短，在装配式施工模式中，建筑物的墙体、管线等构件已经在加工部门中浇筑成型，施工现场只需要完成吊装等工作，因此其施工周期较短。②施工现场对于周边环境的影响较小，传统的施工模式中，通常需要在夜间浇筑混凝土，因此其会产生严重的噪音污染、光污染以及废水污染。但装配式建筑施工简化了这一环节，因此其所带来的污染相对较少。③施工设计更为合理，传统的施工模式中，会严格依据图纸的设计开展施工，但施工现场通常会出现难以控制的变更，施工的变更流程较为复杂，其合理性也难以得到保障。但装配式施工通常会利用信息技术完成前期设计，在遇到临时变更的情况下，施工单位可通过信息技术预演变更流程，从而使现场施工更为合理。
2 BIM技术的构成
BIM技术主要是由虚拟仿真技术、数字建模技术、计算机模拟技术以及三维可视技术共同构成。虚拟仿真技术是由VR技术与计算机仿真技术融合而成。该技术可通过信息采集系统，将施工现场、建筑构件以及施工机械等要素制作成比例逼真的模型。数字化建模技术，是将仿真模型转换为数字模型的技术。利用该技术施工模型将在计算机处理界面中得到任意转换。计算机模拟技术是将调整、使用数字模型的技术。在施工应用中，设计人员可编制静态的模拟场景，以实现施工流程重现。也可利用融入物理数据的动态模型，对施工设计与建筑质量进行检测。三维可视技术是展现建筑细节，还原建筑场景的关键技术。其通过逼真的界面展示，可将建筑构件与建筑空间还原成立体图形。利用这一技术，计算机模拟技术的视觉体验感将得到加强，施工单位可利用该技术更为详细地观察施工结果，从而使施工流程得到优化。
3 BIM技术的应用
3.1 协同工作
BIM技术可改变传统设计施工流程，提高工作效率。然而在实际应用中，不论是设计单位还是施工单位的使用和过程中，采用BIM技术之后甚至有可能出现效率不升反降的情况，其原因有多种，其中协同工作是一项比较重要的影响因素。传统的设计过程和施工过程中，各专业之间的设计和施工是线性的，分散的。当只采用BIM技术而未进行协同工作时，只不过是在线性的工作模式上采用的新工具，除了增加学习时间和学习成本外没有产生任何改变，效率自然是不升反降，因此，采用协同工作的方式使用BIM技术至关重要。
协同工作分为内部协同和外部协同。内部协同即在同一个主体里，这个主体可以是一个设计小组，也可以是一个施工单位的各参与施工方，共同来完成一个项目，是一种集合和集中的工作模式，各参与方以模型作为中心化的载体，都对各自领域的模型负责，减少参与方之间线性的工作模式，从而提高工作效率。
外部协同是在不同主体之间的信息传递和共享的协同。如设计方或者咨询方交付给施工方的信息，属于外部协同。外部协同的核心问题是信息的传递和接收。为了避免模型在传输的过程中信息丢失，数据格式就显得尤为重要。目前存在的数据格式如IFC，XML，DXF等皆有各自的长处与优缺点。
3.2 辅助施工
3.2.1 三维交底
通过信息模型的建立，提前预知施工过程中的重点难点，模型中的信息应尽可能的完善，除了基本的构件尺寸，包括链接方式，构件位置等信息都可以直接帮助施工人员更全面、更直观的对工程或者细部节点等有更深入的了解。通过模型进行三维交底，最大限度的避免工人在施工过程中因失误而造成的资源浪费和较低效率。在施工现场通过张贴二维码的方式进行技术交底，工人可通过自己的手机扫码，查看其中的节点详图，注意事项，及交底文件等信息。既可做到人手一份交底文件，又减少了纸质版交底的资源浪费。还可以把模型、图片、音频，视频等多种文件格式导入二维码，完善技术交底资料。
3.2.2 成本与进度管理
通过在建立模型的过程中加入时间轴参数，成本信息与物料信息等，除了可以进行施工过程质量管理，还可以进行成本管理。通过合理的安排施工计划和关键时间节点，在某一时刻，可以更直观的得到形象进度，产值统计和实际工程状态等信息，更便捷更准确的进行三同步的横向对比，及时发现成本偏差，并采取措施进行纠偏，使其符合合理的进度计划和成本计划，达到精细化管理的目的。这种关联施工过程中进度、成本、物料等信息的模型以BIM平台为核心，以各专业模型为载体，以预施工为方法，准确合理的数据信息为基础，在平台上通过模型的数据分析，使各项信息在时间轴上聚合成同一的整体，选取某一关键时间节点即可得知此刻项目应有的各种状态信息，方便与实际工程状态进行对比和统计。这就使提前编制的成本计划和进度计划不再是一纸空文，可随时进行实时对比，真正形成动态管理、分析与调整。通过调整的模型数据之后继续完成数据对比的工作，达到动态分析的目的。应注意的是，要达到良好的效果，除了模型精度准确的数据输入和输出之外，计划的编制水平同样至关重要，这又从侧面反映出BIM技术是信息与数据的处理技术，而不是建模技术。
3.2.3 构件拆分
钢结构装配式建筑的建造方式，区别于传统的建造方式，包括构件拆分、吊装工艺和机械化程度高等传统建造模式所不具备的特点。而BIM技术依靠其可视化、参数化等特征，相对于传统建筑方式来说，与装配式建筑结合更能体现出BIM技术的特点，其中构件拆分与深化是其中具有代表性的结合点。预制构件作为装配式建筑主要施工材料，通过BIM技术合理科学的构件拆分和模数优化，可减少大量的资源浪费，减少切割废料和施工现场的工作量。钢结构装配式建筑中涉及到的构件拆分主要是内外墙构件及外墙装饰等。
4 结 语
综上所述，BIM技术近年在我国取得了长足的发展和进步，但我国仍处于摸索階段，在项目各阶段的应用还远没有达到所宣传的深度和广度，暂无相对成熟的BIM应用框架和流程，在BIM技术使用过程中数据的传递与处理仍存在诸多不足。但是通过越来越多工程案例的运用和探索，BIM技术对建筑工程，特别是钢结构装配式建筑工程的重要性不言而喻，无论是四节一环保、绿色建筑，还是我国建筑工业化发展，BIM技术都是其中不可或缺的重要一环，相信随着BIM技术的不断深入研究，数据处理平台和传输格式的不断完善，BIM技术终会真正促进我国建筑工业化的产能输出。本文所探讨的有关BIM技术在钢结构装配式建筑当中的具体应用，在内容以及形式方面还存在着很多的不足，希望相关人士能够给予一定的指正，与此同时希望能够给业内人士带来一定的借鉴，推动我国钢结构装配式建筑的发展。
参考文献
[1]韩友强.BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用[J].建材与装饰，2016（34）.
[2]何关培.BIM总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3]马跃强，施宝贵，武玉琼.BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用研究[J].上海建设科技，2016（04）.
收稿日期：2018-12-13
作者简介：程 苗（1985-），女，工程师，硕士，主要从事钢结构工程施工工作。