bim技术在工业钢结构建筑改造设计中的应用研究

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1、BIM技术在工业钢结构建筑改造设计中的应用研究李天丁庆瑞類郑州大学土木工程学院以实际工程为背景，讨论棊于BIM技术的工业钢结构建筑改造设计方法。通过对BIM技术应用于工业钢结构建筑改造设计的流程分析、钢结构改造设计的特点分析，对采用B1M技术在工业改造项目中的关键技术及解决方法进行了讨论。通过在工业改造建筑结构中对BIM技术的实际工程应用，体现了BIM技术在工业改造项目应用中的优势和在钢结构改造设计中的应用优越性。关键词：建筑佶息模型;钢结构建筑;钢结构改造;结构设计;佶息管理;BIM技术由于其可视化、信息化、专业协同管理

2、以及成木和进度控制等特点，可以较大地提升工程决策、规划设计、施工和运营维护的管理水平，冇效地缩短建设工期，提高工程的质量和投资效益。2015年住建部发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，强调了B1M技术在建筑领域应用的重耍意义，提出了推进建筑信息模型应用的基本原则和指导思想［1，2］，明确了推进BIM技术应用的发展目标，为建设单位、勘察设计单位、施工单位提出了指导意见。近年来，BTM技术在国内多个人型建筑工程的管理、施工中成功应用，使BTM技术的价值逐渐获得建筑市场的认同。但BIM技术在结构设计阶级的应用水平与程度

3、耍远远落后于建筑、机电等专业，同时也落后于建筑项目的施工阶段的应用位1。而将BIM技术应用于工业改造项目的研宄，尚未见和关的资料。本文以某实际工业改造项0为背景，研宄BTM技术在改造设计阶段的关键问题。2工业改造设计中BIM的应用2.1工程概况某工程项目为物料输送转运楼，主体结构为8层钢框架支撑结构，结构高度47.816m,建筑平面尺寸为:长20.50m,宽11.00m。主体框架的梁、柱均为H型钢，楼面为花纹钢板，屋面为压型钢板轻型屋面。该工程建设于1983年，原结构为国外公司设计，随着时代发展，需要对生产工艺和设备进行升

4、级改造。由于在原建筑上进行工艺改造，需要对原结构进行复核鉴定，并按照新的工艺要求对原结构进行加固改造。在保证工艺与结构相协调的前提下，制定结构加固改造的原则是不对原结构基础进行变动。鉴于工业建筑工艺与结构的相互干扰严重，为了保证工作的顺利进行，综合考虑决定采用BIM技术进行本次改造设计。2.2基于BIM技术的结构改造设计主要流程根据工艺设计要求，原工艺流程和设备均需要进行改造。经过工艺工程师与结构工程师协调，对设备的选用原则上要求更新的设备重量应尽可能不增大，＞1.新工艺流程不增设新的大型设备。伴随工艺的改造、设备的调换，

5、原结构也必须做相应的改造。本次改造的难点：（1）原建筑仅保存有国外公司的设计图，无竣工阁；（2）原建筑建设于20世纪80年代，在进行结构改造后还必须符合我国现行的规范要求，尤其是抗震规范；（3）工业建筑的工艺复杂、设备多样，且直接支承在楼层结构上;结构改造后，按原则不能使结构柱的受力发生较大改变。这些改造的基本要求和原则直接反映出本次结构改造设计的复杂性，而采用BTM技术则可以减少改造设计过程屮的数据错失和遗漏。本工程改造选用Rcvit软件來实现BJLM技术的应用，结合国内的基于KevitAPI进行的二次幵发，可与国内其他

6、的一些设计软件较好结合。首先根据原设计资料、图纸对于原建筑结构复核、鉴定;随后，釆用Revit软件对原建筑结构进行三维结构建模；同时在相同平台的软件上进行工艺设计，建立工艺设备的三维模型，并与三维结构设计及其他专业设计进行协调。然后，将调整过的三维工艺模型数据异入结构模型，并转入结构分析软件进行计算。再根据计算分析的结果调整计算模型，包括结构布罝、构件截面等。将调整后的结构计算模型返转为物理模型，即做模型的实时修改。如此结构与工艺的协调，实现数据的双向交换，减少了改造项目中的反复调整。实现工艺、结构在三维状态下的融合协调。

7、2.3结构和工艺的融合、协调问题应用BIM技术在结构设计中，需要同时建立结构和工艺的三维模型，将工艺与结构模型直接融合，如图1。工业改造中结构三维设计的一个非常重要作用是检査设备是否出现悬空现象，如图2。在工艺设计中，设备支腿的安装、设备间的连接均具有方向性，而应用BIM技术建立的三维模型可以直接显示设备的支承点，从而保证设备荷载能有效地传递到楼层结构上。图1结构与设备协同模型另外，应用BIM技术将工艺与结构结合还可以检查设备与结构构件是否有碰撞现象，如图3。这样可以保证在改造设计过程中能及时发现设备和结构构件以及设备之间

8、的相互关系，可有效避免在后期施工阶段的各种问题。另外，由于在结构设计屮，对于结构构件的布置、截面变化能够直接反应到结构与设备的三维模型中，能够及时发现和调整工艺与结构的协调关系，保证改造设计的正确进行。由于在改造设计开始时就将工艺设备、结构、建筑多专业进行协同工作与协同设计，极大地减少了结构和工艺设计的