董晓飞
中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司青岛分公司，山东 青岛 266200
摘 要：BIM建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确判断和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础。随着国家在建筑领域大力推广应用BIM技术，此项技术在建筑设计、施工、管理、运维等各方面逐渐开始应用并取得了较好的社会效益。BIM技术在复杂工程深化设计与施工中的应用也得到了行业内的关注和认可，其成效也比较显著，本文主要阐述BIM技术在辅助型钢混凝土结构深化设计与施工中的应用效果和优势。
关键词：BIM技术；辅助型钢混凝土；深化设计；施工
１辅助型钢混凝土结构的特点
辅助型钢混凝土结构是在钢筋混凝土结构构件中加入型钢的一种混合结构，常采用Ｈ型钢、方形截面型钢或圆形截面型钢作为辅助型钢形成辅助型钢混凝土结构。与钢结构相比，有着刚度大，变形小，耐久性和耐火性好等特点；与钢筋混凝土结构相比，具有承载力高，抗震性能好等特点。另外，在某些混合结构工程中，从钢筋混凝土结构转换为辅助型钢混凝土结构、从钢筋混凝土结构转换为钢结构时起到了过渡的作用。因为构件使用的材料多样，辅助型钢混凝土结构比普通结构有着节点复杂，施工难度大，施工周期长等特点，再加之施工图表达往往达不到工厂加工深度和现场安装施工精度要求，施工前的进一步深化设计就显得尤为重要，但目前的深化设计大部分还是以传统二维深化设计为主，存在一些不足之处，基于BIM技术的深化设计更具有优势和应用价值。辅助型钢混凝土结构与普通结构相比，有着材料多样、节点复杂、施工碰撞问题多等特点，因此，对施工图纸的信息化程度、施工精准度和进度控制等各方面都提出了更高的要求，引入BIM技术进行施工前的深化设计和施工中的信息化协同，能够有效避免传统二维图纸深化设计与施工中的缺陷，避免误工返工，能显著提高施工效率和信息化水平。
２辅助型钢混凝土结构深化设计现状及存在的问题
目前，设计院交付于施工单位的图纸中一般只包含施工图，并不提供钢结构、复杂节点等部分的深化设计图纸，此部分深化设计图纸一般由总包单位委托深化设计公司进行二次设计，有的直接交由加工厂家进行二次深化设计，目的是能够在工厂加工构件，并在现场准确定位安装。目前的这种深化设计存在以下几方面的问题：①结构复杂节点及较难施工部位还未达到完全深化设计过程，导致施工难度增加，工期延长，严重时出现误工和返工现象。②结构专业，尤其钢结构构件深化设计还处于工厂委托，二维设计，手工作业阶段。无法直观地表达复杂节点构造，也无法达到工业自动化制作过程。③目前深化设计仅限于解决项目某个专业的局部问题，专业间和工种间的协同未达到有序化、信息化水平，专业对接和工艺顺序管理还无法进行信息化管理，只能凭借现场人员的经验解决。④目前辅助型钢混凝土结构的深化设计，深化设计公司只深化钢结构部分，不深化钢筋，导致在实际施工中很难避免钢筋与钢骨的碰撞问题。
３BIM技术在辅助型钢混凝土结构深化设计与施工中的应用
辅助型钢混凝土结构施工中，主要在以下几个复杂节点处较难施工，引入BIM技术对这些复杂节点进行深化设计，在深化设计过程中反复进行施工方案推敲，最终形成合理优化的施工方案，降低现场施工难度，提高施工速度和准确度。
３.１辅助型钢混凝土梁与辅助型钢混凝土柱节点深化设计应用
辅助型钢混凝土梁与辅助型钢混凝土柱的节点深化设计主要考虑柱纵筋与梁型钢翼缘碰撞问题和梁纵筋与柱型钢翼缘的碰撞问题。柱纵筋与梁型钢翼缘碰撞时，采用穿孔的方式，但穿孔数量要严格控制，并充分考虑钢筋穿孔对型钢翼缘的削弱作用；梁纵筋采用部分绕过柱型钢，部分与柱型钢翼缘采用套筒连接的方式。
３．２钢筋混凝土梁与辅助型钢混凝土柱节点深化设计应用
钢筋混凝土梁与辅助型钢混凝土柱的节点深化设计主要考虑梁纵筋与柱型钢腹板的碰撞问题。梁纵筋采用部分绕过柱型钢，部分在柱型钢腹板穿孔的方式通过，穿孔数量应控制在腹板面积的２５％以内。
４BIM技术在辅助型钢混凝土结构深化设计与施工中的应用优势
４.１可视化程度高，容易发现问题
在辅助型钢混凝土结构施工中，复杂节点的施工一般是根据节点详图或结合相关图集进行，而详图或图集表达也是通过传统的二维图纸表达，这在节点较复杂时，存在表达难、甚至表达不清等问题，再加之施工技术人员对图纸的理解能力不同，在从二维图纸向实体施工过程中容易出现偏差，影响后续工作。采用BIM技术对复杂节点进行深化设计后，可直观地发现钢筋与辅助型钢的关系和碰撞等问题，为施工带来极大的方便，并提高了准确度。
４.２创新施工管理模式
BIM深化设计可由设计单位、施工单位或第三方深化设计公司进行设计。目前，有BIM技术人才的施工企业一般自己进行深化设计，还没有配备BIM技术人员的施工企业一般委托专业深化设计公司进行深化设计，这增加了总包单位的成本支出，也增加了此类施工企业引进BIM技术人才的需要，使企业的职能部门和管理结构发生变化。此外，引入BIM技术以后，施工相关各方围绕BIM模型进行施工方案讨论和论证，解决了传统图纸施工中各方各工种在互相衔接和协调性方面的问题，大大提高了协同工作效率。
４.３提高施工速度，避免返工
在BIM深化设计过程中各方参与，根据深化设计成果制定出合理的施工方案，现场只需按方案执行实施即可，不存在施工过程中的方案二次讨论和变更，保证了施工的顺畅度，提高了施工速度，避免返工现象的出现。
４.４节约成本
BIM深化设计一般由专门技术人员在现场施工前提前完成，不占用施工进度时间，也就是在施工准备阶段就把下一步的施工方案已经制定完成，在下一道工序施工时缩短工期，节约成本。
４.５信息化、自动化程度高
有了信息化的BIM深化设计模型，可以利用移动设备在施工现场对模型与实物进行对照讨论和技术交底，还可以利用BIM深化设计模型直接生成结构任何部位、任意角度的二维图纸，实现结构复杂部位多角度精准施工，也为下一步实现工厂数字化、自动化生产构件提供了必要的信息基础。
５结束语
随着BIM技术的日益成熟和普及应用，BIM技术以其更加可视化、信息化、协同化、精细化的优势逐渐取代传统的二维设计将是行业发展的大趋势。尤其在复杂工程项目施工中引入BIM技术进行深化设计，在可视化的模型平台上参建各方进行协同讨论，有效地避免传统二维图纸中较难发现和容易忽略的图纸碰撞等问题，提出合理化意见，形成更加优化的施工方案，减少施工偏差，提高施工精准度，缩短工期，降低施工成本。因此，BIM技术是未来建筑业精细化施工和信息化施工的重要基础，BIM技术在建筑工程深化设计与施工中的应用也将更加深入和广泛。
参考文献
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