军科国防工程研究院 北京 100036
摘要：近年来，社会发展迅速，随着科学技术的发展，新型技术与日俱增。我国在国际上还是处于一个相对落后的地位，与发达国家之间还是具有一定的差距。但随着我国科研脚步的不断推进以及新型人才的大力培养，使得我国信息技术以其强大的推动力促进了其他各行各业众多领域的进步。在这种背景下，BIM技术应运而生，工程决策和设计都已经离不开BIM技术，其大大推动了建筑行业的发展。
关键词：BIM技术；工业建筑；应用
引言
工业园区涉费系统相较民用建筑更加复杂，如供水系统、气动系统、供电系统及其附属设备，然而传统设施管理主要是被动式的维修工作，没有对全生命周期进行信息集成化管理，监控大型项目的设计、施工、运营的每一个环节。许多老旧工业园区的建筑物，多年来经过了新建、扩建和改建，然而设施管理却没有进行持续的信息交换。
1BIM技术概述
BIM技术是一种工程数据模型，以三维数字技术为基础集成了建筑工程项目的各种信息，因此，可以为建筑工程的设计和施工提供协调一致的信息，其中核心信息是建筑信息，具体内容包括参数化的图元和参数化修改。与传统技术相比，BIM技术可协调多个专业，将各专业的信息集成到一个平台上，并能实现多专业之间的信息共享，具有可视化、模拟性和协同化的典型特征。
2建筑结构风险分析
近年来，我国对工业建筑质量的要求逐渐提升，建筑结构的风险不仅包括建筑结构的施工风险，还包括建筑结构的质量风险，在工业建筑结构设计上应用BIM技术可以有效地分析建筑结构的各项系数，以下对其进行分析：在工业建筑的结构设计上，BIM技术的良好应用不仅能够搜集建筑生命周期中的结构设计信息，还能够在结构施工过程中将动态的新增信息进行全面导入，并将这些信息导入工作延续到建筑物的营运阶段，将工业建筑结构的信息进行了系统的、全面的收集。在此过程中，BIM系统可以对信息进行精细化分析和整合，实现了信息高度整合的平台的构建，将工业建筑结构设计的工作模式由传统的线性模式改为网状模式，在风险控制上也进一步提升了覆盖性。例如，在工业建筑结构设计时，相关人员不仅可应用BIM技术对建筑结构的受力情况进行动态分析，还可利用BIM技术的监控功能，对建筑结构的受力平衡状态进行实时掌握，并以三维形态展示在电脑画面上。此外，在工业建筑结构设计过程中应用BIM技术，就BIM结构施工而言，可以通过搜集和汇总设计、施工信息，定期向相关人员反馈风险监控结果，依此调整设计方案，排除风险因素，保证设计质量和施工安全。
3BIM技术在工业建筑中的应用
3.1BIM在工程项目设计中的应用价值
传统的设计过程通常会采用CAD制图，但是CAD制图具有一定的不确定性，而BIM技术则恰好的弥补了这一弊端。在土木工程建筑设计管理中显得更为适用，更有价值。另一方面，建筑设计中真正走向三维发展也是通过BIM技术的出现，对过程项目管理具有重大的影响意义。例如，在某地铁施工建设的苛刻条件下，若想完成预期的效果，则需要运用BIM技术达到以下两点要求：第一，在工程设计阶段，运用仿真4D施工模拟技术；第二，在建筑施工管理过程中，对专业间碰撞问题进行检查，体现了BIM在工程项目设计过程中的价值。
3.2中期设计
中期设计时应该确定工业建筑结构设计中的一些细节方面的问题，包括混凝土框架结构的设计、各构件之间的关联性设计等。
其中混凝土框架结构设计是本次工程结构设计的重点也是难点之处，在利用BIM建模前首先应根据混凝土建筑结构设计的相关规定合理选择截面尺寸，由于截面的尺寸关系着框架结构设计的质量，所以不仅要满足规定的取值范围要求，而且应该尽量保证柱和梁的线刚度比大于1，满足强柱、弱梁和强节点的设计原则，提高梁柱节点的抗震能力。此外，要加强对框架梁和框架柱配筋的设计，在满足设计规范要求的基础上选择最大或最小的配筋率，其中框架梁的最小配筋率和框架抗震等级有关，也和混凝土轴心抗拉强度以及钢筋的抗拉强度比有关。最后，利用这些参数数据建立数据库，并用数据库进行建筑结构的仿真模拟。在结构性能设计时主要利用BIM对建筑结构的保温隔热性能、抗震性能等进行综合分析，根据分析结果确定施工材料、荷载系数等。在构件之间关联性设计时利用BIM进行建筑结构模拟，反映施工各环节之间的关系。在中期设计时需要注意的是，模型创建时必须制定一个标准才能有利于各专业之间的协同设计，在施工图文件创建时如果制图标准和原来二维图的标准有矛盾，则需要及时制定三维制图的标准来满足出图的需要。此外，在各专业碰撞检查时若碰撞点较多，但有的碰撞是允许出现的，则也要对碰撞的规则制定标准。
3.3设计动态控制
BIM技术在工业建筑结构设计上的应用打破了传统设计的平面框架，实现了从二维到三维的飞跃，是一种全新的结构设计方式。当前，BIM建筑信息模型不仅可以实现分析计算、施工总设计、工程量计算、造价计算、方案设计、审核审计，还可以工业建筑工程内部结构的具体分析及定位，精准地掌握着结构的设计动态，便于设计人员对设计环节进行合理调整。工业建筑中一个微小的变量，都会对建筑整体造成延续性的影响，因此在结构设计中，利用BIM技术对结构的整体进行模拟，并实时地监控设计环境，掌握设计动态，能够将设计的风险变量控制在合理的范围内，切实保证了结构设计的合理性，有效地维护了建筑工程的整体安全。例如，在实际的结构设计中，相关设计人员可对不同材料在结构中的应用损耗情况进行动态监管，分析不同材料的磨损变量，进而合理选择耐磨材料。
3.4BIM技术在建筑施工管理中的应用
现阶段，BIM技术几乎应用于整个建筑施工的全过程，这样不仅形成了统一管理的局面，而且也为工程设计、施工到工程竣工的整个过程提供了许多有意义、有参考价值的依据。无论对业主还是施工单位来说，BIM技术都带来了客观的便利与效益，例如保证了工程质量，提高了工程施工效率等等。其应用具体体现在以下几个方面：模拟施工，协同工作；协调信息，估算成本；发现问题，进行优化等。
3.5钢结构建模
钢结构是工业建筑中的主要结构类型之一，应用BIM技术进行钢结构建模，不仅可以通过建筑模型分析手段明确工业建筑整体受到的外加力对建筑结构的损害程度以及具体的应力分布情况，BIM技术还可以根据相关应力信息分析物体对工业建筑内部结构的冲击力以及钢结构所产生的微量形变。在工业建筑中钢结构设计包括梁柱连接、梁柱交接及梁梁刚接等连接形式，连接形式的选择，直接影响着工业建筑的整体性，应用BIM技术可以深入分析工业建筑的主要特点，进而合理选择适合的钢结构类型，通过三维模拟技术对钢结构的各个连接件进行专项设计，并将钢结构的各个连接件转化成可视的参数，将参数汇总到BIM虚拟系统中实现参数的动态控制，进而进行可视化转换，精准定位钢结构的薄弱环节，以便对其进行加强。
结语
本文主要针对工业建筑设施管理上出现的问题进行讨论。工业建筑相对民用建筑涉及更多的供能管线及设备，这些设施都是为工业生产服务的，运维管理的低效将会直接影响生产和产品质量。这些问题都要求我们能够优化设施运维管理方式，运用现有的大数据，人工智能为高效的信息交流方式提供技术支持，通过建立三维平台、改变传统二维模式，保证在建筑的整个生命周期中，建筑的动态和静态的数据能得到更新和整合，减少工程技术人员的无效工作时间，同时通过布置传感器，记录运行数据、定位故障，从而帮助管理人员快速响应。
参考文献：
[1]王润生，王泉，徐静.BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用[M].青岛理工大学学报，2014.