土木工程BIM实验室的建设与实践教学实施探讨
李强
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李强,. 土木工程BIM实验室的建设与实践教学实施探讨[J]. 中国土木工程,2025.4. DOI:10.12721/ccn.2025.157029.
摘要:
随着社会和经济的飞速发展,城市的发展速度也在不断加快,对高科技、高水平的土木工程专业的需求越来越多,而土木工程专业作为我国人才培养的重要基地,也在不断地发展和完善。而土木工程实验室作为土木工程的一个重要环节,随着时代的不断发展,实验室的建设也必须不断地进行改革。在新世纪,以大数据技术为发展的中心,加强土木工程实验室的开放和管理,是当前土木工程专业实验室科学运行的重点内容。文章就实验室科学管理模式的特点和存在的问题,提出了科学、合理的操作和管理对策。
关键词: 土木工程BIM实验室建设实践教学实施探讨
DOI:10.12721/ccn.2025.157029
基金资助:

引言:随着信息化进程的加快,各种技术手段层出不穷, BIM正是其中的一项。BIM技术在我国的建筑施工中占有重要地位。它是以 CAD技术为基础,整合各学科的资料,实现信息的共享,从而推动信息的建立与完善。在实际应用中,当模型中的数据发生改变时,其他的数据也会随之进行更新,具有实时、精确的特点,从而减少了输入冗余的信息。将此技术运用于土木工程,既能提高工程施工的协调性,又能提高资料服务的准确性,从而推动产业的发展与进步。

1. BIM概况及BIM技术特点

1.1BIM概况

随着土木工程的日益复杂,管理、技术等都面临着空前的挑战,利用 BIM技术进行土建项目的辅助管理已经成为一种新的发展趋势。建设信息化模式(BIM)是一种基于计算机信息技术,面向工程项目的全过程管理的数字化信息系统。BIM技术的运用可以为各个项目的协同参与、信息共享、一体化设计、降低成本、控制进度等方面的技术支撑。BIM技术由于其可视性、协调性、模拟性等特性,能够将其运用到整个工程项目的整个生命周期中,从而将传统的“粗放”管理转变为“协同”、“精细化”管理。

1.2BIM技术特点

目前,随着我国工程建设的不断增多,工程质量的提高和各种施工的需要,在设计、管理、施工等方面都面临着诸多问题。BIM技术在工程建设中可以有效地解决各类问题。其主要特征如下:首先,可见度。BIM技术能够直观、立体地观察到项目的全过程,具有较好的视觉效果,而不需采用平面设计图。BIM技术能够确保工程的顺利进行,准确地收集、分析数据,确保工程的科学、准确,从而为项目的管理提供依据,确保各环节的顺利进行,防止出现不必要的返修,提高施工的效率,并减少投资费用。所谓的模拟,不仅仅是一个简单的工程模型,更是一件在现实中无法实现的事情。然后,运用 BIM技术进行仿真实验,对工程的日照、热传导等进行仿真,以更好地理解工程的总体情况,以改善工程的质量。此外,也可以进行4 D模拟,在投标、施工阶段,根据组织设计的要求进行模拟。

2.土木工程专业实践教学的现状

当前,我国大部分大学在实施“课程设计”、“实习”和“毕业设计”等传统的教学模式,很难有效地提升学生的动手能力,同时,传统的“教学模式”又与“土木工程”的教学环节“脱节”,使得“传统”的“学生”无法适应企业的需要。比如,在传统的教学方式下,由于教材内容多年未变,学生很容易就会在网络上发现并照抄,这不仅会使学生的思维活动受到限制,而且还会影响他们的自主创作能力,对他们的专业技能的提高也会造成很大的影响。

3.木工程实验室建设存在的问题

3.1实验室处于从属地位师资不足

过去几年,土木工程实验室的发展受到了很大的重视,而且很难推动这项工作。各学科侧重于理论知识的讲解与传授,对实验教学的关注较少。实验教师队伍不稳定,只是一个副岗位,专业认同度低,工作变动大。培训、继续深造、与新的组织形式紧密结合等方面存在着一定的差距,这对提高实验教师的质量、对实验室的发展、实验教学的质量有很大的影响。

3.2实验教学的内容陈旧实验设备缺乏有效管理

根据文献反映,当前土木工程实验室大多采用标准程序进行验证试验。实验教学中,学生缺乏独立思考、探究的兴趣,导致实验教学效果不理想。但是,随着我国土木工程的迅速发展,新技术、新工艺层出不穷,而试验项目的设置没有跟上时代的步伐,使教学与实际脱节,存在着极大的缺陷。在我国的土木工程实验室中,由于存在着大量的设备无法进行连续的维修、更新、管理方式单一、设备利用率低下等问题。在试验建设中,由于没有从长远的角度来考虑仪器设备的选用和购置,所选用的设备功能单一,一学期只有一到两次,用于演示性的基础实验,效率低下。

3.3实验室管理问题

由于结构实验室是整个教学工作的从属,因此,对专业实验教学的科研人员的关注不够,会严重影响实验教师的工作热情和工作效率。另外,由于管理体制上的不足,以及对实验教学工作的管理不够重视,直接造成了实验教学人员数量不稳定、人员流动性大,从而影响了实验教学的教学质量和教学效果。

3.4学生综合水平问题

由于结构实验室的仪器条件较差,学生的学习与实验只能以小组多人为单位进行,从而增加了实验时间,实验教学的工作量。老师讲授费力,学生学习不便,在评价学生的学业成果时,也缺少公平可操作性。实验室的空间有限,但仪器都是超重超大号的,实验用的都是超大号的,设备有限,不可能让学生们自己动手做,也不可能让学生们更好地理解实验设备和实验目的,不能让他们更好地发挥自己的创造性和动手能力。

4.BIM在土木工程管理中的运用

4.1运用于建筑工地的管理

土木工程施工现场管理是一个复杂的工作,它涉及了各个方面,随着土建工程的规模越来越大,只有采用信息化技术,才能有效地进行现场管理。BIM技术的运用,一方面能有效地协调现场的生产,使施工工艺中的关键技术环节在系统中呈现,并组织各参考者进行统一的沟通,提前对即将实施的土建项目的关键问题有一个全面而深入地了解。而传统的平面设计方案,仅能对施工方案进行平面化处理,给设计者带来很大的困难, BIM技术为建筑设计提供了一个立体的场景,并建立了与工程项目一样的模型,使得施工人员能够清楚地看到工程的具体实施要点和目标,从而避免了施工过程中出现的质量问题。

4.2运用于建筑工程质量管理

施工质量控制的核心是施工人员、施工设备,这些都是 BIM技术系统所能完成的。在 BIM技术的实施过程中,首先要对施工和管理人员进行全面的培训,让他们明白 BIM技术的理念和工作过程,提高员工的质量意识,进而掌握质量控制中的人为因素;

4.3运用于建筑工程的安全管理

通过对 BIM技术的三维可视化建模,可以通过施工工艺预演的方式发现安全隐患,识别关键的安全风险因子,确定主要的危险源,对易发生问题的施工环节进行安全演练,提高施工人员和管理人员的安全防范意识。冲突碰撞检验是土木工程安全管理的一种重要方法, BIM可以完成整个工程的全过程仿真,推进三维可视化的深度设计,并在过程中引入各种专业模型进行全面的冲突检测,及时纠正,不断优化施工方案,为安全管理奠定基础。利用 BIM技术对工程建设中的重大危险源进行辨识,并按危险源的性质、程度、管理需求等进行分区,运用不同的安全指数对其进行科学评价,从而为工程的实施提供了有力的依据。

结束语

土木工程专业的课程内容很多,所以在大学里,结构实验室是科学研究、实践创新、技术开发和社会服务的重要场所,应科学、合理的改造结构实验室,根据工程实践的需要,根据实际情况,制定相应的实验方案。

参考文献:

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[2]陈嘉天,于现峰.BIM技术在土木工程施工领域的应用研究[J].江西建材,2019(6):115-115.

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