BIM技术在超高层建筑复杂钢结构中的应用研究
朱桦楠
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朱桦楠,. BIM技术在超高层建筑复杂钢结构中的应用研究[J]. 建筑技术学报,20216. DOI:10.12721/ccn.2021.157052.
摘要: 以研究超高层建筑复杂钢结构中BIM技术的应用为目的。通过BIM技术概述,重点探究BIM技术与超高层建筑复杂钢结构结合的意义及策略。旨在为同行提供借鉴,逐渐深化超高层建筑行业改革。
关键词: BIM技术;超高层建筑;钢结构;应用分析
DOI:10.12721/ccn.2021.157052
基金资助:

近年来,超高层建筑活动逐年增多,同时,复杂钢结构管理难度相应加大。当BIM技术用于超高层建筑复杂钢结构中,有利于丰富BIM技术实践经验,并全面提高钢结构项目质量,使施工任务、管理任务又好又快完成。1.BIM技术概念及特点

BIM技术是建筑信息模型技术的简称,基于计算机系统完成工程信息数据输入,借助仿真功能进行三维模拟[1]。当这项技术用于建筑行业,能够加强各环节信息间联系,避免出现信息断层现象,真正为精准计算、项目管理提供可靠依据。对于设计单位、施工单位、监理单位来说,能够借助网络平台进行信息共享与交流,使建筑详情通过数字、信息等形式呈现,并支持内容修改,确保建筑施工任务又好又快完成。

基于概念介绍,全面总结BIM技术特点。第一,直观性。无论是施工进程,还是施工方案调整,均能通过模型显现,使工序间紧密衔接,从而加快施工速度,争取在规定时间内完成施工任务。第二,连续性。施工过程中,建筑数据信息动态更新,这能为建筑计划调整、建筑策略改进提供完整、准确的信息支持,使建筑活动持续化、有序化。第三,模拟性。BIM技术以三维模拟方式对建筑构件细节化展示,并且节点连接情况清晰模拟(如图1),使资源合理化配置,并显著提高成本控制效率,使建筑企业经济效益最大化。

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图 1 BIM技术三维模拟连接节点

第四,沟通便捷性。BIM技术为部门沟通、交流提供有力工具,各部门积极参与意见制定和决策创新,针对管理期间遇到的问题进行部门协商,通过智慧碰撞总结问题产生原因,并提出有效解决对策,以此提高综合管理效率,使BIM技术优势全面发挥。

2.超高层建筑复杂钢结构中BIM技术应用意义

随着超高层建筑项目的逐年增多,钢结构建筑复杂度逐渐加大,当BIM技术用于复杂钢结构管理,能够在发挥技术优势的基础上,顺利完成超高层建筑施工任务,并保证建筑项目质量,延长建筑物使用周期。基于此,下文汇总BIM技术用于超高层建筑复杂钢结构项目管理的优势,以便为BIM技术深度应用提供新思路。

2.1快速建模并直观演示

三维模型构建时间短,并快速出具多种设计方案,以供选择。这是因为钢结构数据库信息快速更新及调取,为模型构建提供价值化信息[2]。对于施工人员来说,能够直观得知钢结构组合物的信息,以此为安装实践提供指导,并科学、合理制定管理策略,使后续评价有依据、有计划地开展。钢结构设计环节,能够借助三维模型呈现成型后的钢结构,并且受力载荷情况直观展现,设计人员能够结合软件数据、图像全面分析,做出客观判断。由于BIM技术支持不同软件的同时使用,这能为对比分析提供条件,满足结果多次验证需求,进而设计人员会针对性修正,保证图纸信息完整性和真实性,为施工实践提供依据。

2.2优化设计流程

复杂钢结构建筑阶段,工作人员应用BIM技术的模拟功能可视化管理,即在立体模型中呈现钢结构设计进程和管理效果,这能为设计流程简化、管理方案调整提供依据。从另一个角度来看,BIM技术支持数据信息实时传送,对于设计团队来说,能够动态改进设计程序,为钢结构项目管理提供可靠信息,推动超高层建筑项目管理任务高效完成,促进我国建筑事业繁荣发展。在此期间,电脑成图模式会降低错误率,设计环节支持边改造、边改进,规避了以往先出图后施工的不足,确保钢结构项目信息实时传递,使施工问题有效处理。

2.3提高管理效率

BIM技术与复杂钢结构管理实践相结合,结合网络信息技术及其他先进技术实现自动化管理,这既符合超高层建筑信息化建设趋势,又能带动管理思想创新,逐渐完善管理制度,真正加快钢结构建筑行业信息化步伐,取得低成本、高效率管理目的。从资源管理层面来看,钢结构建造过程中,BIM技术在物料、人力资源、资金配置中提供最佳方案,使资源利用率最大化,从而提高钢结构经济性、实用性。

3.BIM技术在超高层建筑复杂钢结构中的具体应用

3.1应用表现

用于设计环节:复杂钢结构设计阶段得到BIM技术支撑,能够深化设计项目,并能更好地迎合业主需求,即便需求动态变化,设计内容会随之调整。现今,工作人员动态获取并全面分析业主需求,将价值信息录入BIM平台,通过参数控制满足多元化需求,使设计修改工作价值化推进。对于设计人员来说,能够借助3D、4D进行施工模拟,并利用5D动态管理钢结构项目成本,为资源合理化调配提供依据,最终管理效率会大幅提高。举例来说,超高层巴马酒店复杂钢结构施工中,BIM技术中实用性较强的CAITA软件、Tekla软件联用,通过深层次开发来控制关键节点,满足人机交互需求,取得协配协作的良好效果。此外,钢结构项目管理受自然环境影响较大,对于管理者来说,应借助BIM技术获取环境信息,结合真实的地形、气候变化来调整管理策略。具体而言,利用BIM技术模拟钢结构所处环境的模型,全天候、全时段获取模型信息,并动态观察模型信息变化,为钢结构项目管理计划调整、管理对策实施提供可靠依据。在此期间,各单位协调配合,充分利用数据信息,全面提高管理效率。

用于施工环节:复杂钢结构在超高层建筑中的跨度有大小之别,一般来说,跨度较大的钢结构,其构造技术难度偏高,并且连接节点数量较多,这需要施工人员精准确定节点数据。基于此,充分发挥BIM技术准确计算功能,完成数据快速提取、分析及存储,例如,大跨度钢结构连接节点数据处理时,利用BIM将数据放置到存储系统,同时进行数据备份,接下来进行整理、提炼,实现关联数据在存储系统的存储,最后录入保底模块。不仅如此,BIM技术具备快速计算、准确计算功能,在5D模拟技术支持下,提供价值化信息,并数字化展现。再者来说,复杂钢结构安装环节存在安全风险,这对过程管控效率提出较高要求。对此,BIM技术操控者启动4D模拟功能,针对安装行为全过程监控,实时掌握施工进度、施工场地、施工资源,灵活调整安装方案,将安全风险有效排除。在这一过程中,BIM技术使用者细化安装管理目标,尽可能提高安全管理有效性,使钢结构整体质量得到保证[3]。由于施工环节是超高层建筑的主体环节,要想全面控制钢结构施工质控因素,应灵活运用BIM技术数据分析模型,将钢结构安装施工全过程模型化展现,针对可能影响到施工质量的因素模拟查询。具体来说,将相关数据录入BIM技术的查询系统,得知实际数据与合格数据的匹配程度,进而分析钢结构安装实践是否满足安全施工要求。例如,悦海湾五星级铂金酒店超高层钢结构工程中,利用BIM技术实现信息共享,并通过可视化管理进行技术交底,确定工程量,为安全安装做足充分准备,实现安全施工、高效管理效果。

3.2应用策略

首先,加大BIM技术应用管理力度。BIM技术用于超高层建筑钢结构工程管理,务必制定合理的应用目标,科学制定规划运营方案,取得钢结构工程信息化管理的理想效果。在此期间,管理者以及员工应正确认识BIM技术,为BIM技术应用创设良好环境,尽最大可能提高BIM技术利用率,扩大技术应用范围,实现BIM技术与钢结构工程管理的深度融合。具体来说,明确并统一BIM技术应用标准,使BIM技术规范化、标准化应用,为钢结构优质管理提供可靠的技术支撑。

其次,完善相关法律及制度。由于超高层建筑钢结构管理环节BIM技术应用时间较短,要想充分彰显技术优势,务必健全相关法律法规,并完善管理制度,以便为BIM技术在钢结构建筑工程项目管理中的应用提供正向指导,尽可能减少失误,取得高效化、信息化管理的良好效果。复杂钢结构管理要求提高的同时,BIM技术相关制度及机制要随之完善,真正规范BIM技术使用行为,为钢结构工程建设给予技术保障,推动钢结构管理向规范化、信息化转变[4]

最后,培养专业技术型人才。BIM技术具有鲜明的时代特征,要想实现BIM技术与钢结构管理的有机结合,务必配备专业化技术人员,组建技术团队,为钢结构信息化管理提出新的思路。具体来说,超高层建筑施工企业应组织技术培训活动,让技术人员、管理人员灵活掌握BIM技术实践要点,将技术与复杂钢结构施工、管理相结合,从而丰富BIM技术实践经验,顺利完成钢结构优质施工、高效管理任务。

4.结论

综上所述,建筑行业改革进程逐渐加快,为了向改革提供推动力,务必创新管理技术。BIM技术研发后,BIM技术在超高层建筑复杂钢结构中运用,实现设计环节、施工环节的深度应用,通过发挥技术优势来提高钢结构管理有效性。不仅如此,通过加大BIM技术应用管理力度、完善相关法律及制度、培养专业技术型人才等措施提高BIM技术利用率,真正为超高层建筑发展注入动力。

参考文献:

[1]曹俊武,王旭宾.BIM技术在钢结构建筑工程项目中的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2018(34):171.

[2]刘宇轩.BIM技术在超高层建筑复杂钢结构中的应用[J].施工技术,2021,50(6):87-89.

[3]张向新.BIM技术在复杂钢结构工程中应用的研究进展[J].城市建筑,2020,17(2):150-151.

[4]杜垒.BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用研究[J].商品与质量,2019(51):173.