鋼結構BIM的理論與應用

孫善乾（南通航運職業技術學院,江蘇　南通　226010）

鋼結構BIM的理論與應用

孫善乾
（南通航運職業技術學院,江蘇南通226010）

摘要：BIM的應用降低了建筑業風險，提高了建設的效益，其在鋼結構建筑物設計施工中的應用能使工程項目建設做到“萬事俱備”，BIM利用現代科技科學的建立鋼結構三維模型，真實的展現出建筑物的結構、輪廓等等，預防了建筑風險，使鋼結構施工的每一個環節都能得到很好的掌控，確保了鋼結構建設施工的工程質量和效益。

關鍵詞：鋼結構；BIM技術；理論；應用

0　引言

BIM是建筑信息模型的簡稱，其核心就是通過數據信息建立實體的三維模型，并能通過相關模型研究建筑物的結構、穩固性等。鋼結構是當代建筑結構的主要形式之一，它的獨特性滿足了當代人對藝術、美感、空間等方面的追求，鋼結構中BIM的應用集幾何學、空間關系、地理信息等為一體，通過信息集合建立工程數字模型，對建筑物的規劃、設計、建造和運營進行科學的模擬，使建設施工做到胸有成竹。

1　鋼結構BIM的理論

BIM可將建筑物個階段的運作形成模型信息，對于各階段流程進行預測，建立可視的、可協調、可優化的整體數據模型，使各施工各階段的工作能夠緊密銜接，信息交流更加準確、通暢，提高了工程建設的效率和質量。現代化鋼結構工程建設中，充分的應用了BIM的技術理論，第一，BIM技術的可視性，可形成鋼建筑物的實體三維圖形，能直觀的看到建筑物的整體面貌，并能對鋼結構工程的穩固性、安全性等做出評估。第二，BIM技術的協調性增強了各個部門人員之間的溝通效果，更有利于相關人員直接、形象的表達自己的思路、觀點等，使鋼結構工程建設中的各種問題的溝通更為全面、準確，提高了問題解決的效率，提升了工程效益。第三，BIM技術的模擬性可真實的體現建筑物的外在、內在特點，相關人員可結合三維圖形對其進行進一步的優化、改進。使復雜、繁瑣的工程在現代科技的支持下更為完善、可靠，降低施工的難度，準確把握施工的銜接，以提高施工的速度和效益。

理論上，鋼結構BIM技術的應用可分為四個階段，第一階段，規劃階段，形成工程的大概思路，對工程場地進行策劃、分析，并應用BIM技術進行工程的性能預測、估算工程成本；第二階段，設計階段，這一階段的重點是方案的論證和設計的初步形成，通過可視化設計直觀的參考、分析工程情況，協調各方意見，對工程量進行統計，分析工程性能分及管線設計等；第三階段，施工階段，建立施工進度模擬，將施工環節數字化、直觀化，并對施工進行物料跟蹤，建立施工組織模擬，提高施工現場配合效率，確保工程的按時、按質完工；第四階段運維階段，這一階段的重點是對建筑物的維護管理，應用BIM技術建立工程的空間管理模型，并對建筑物的可能的災害進行分析、研究，建立災害的預防、應急模式，以提高工程的應用效益?？傊珺IM理論就是將工程的各個環節以數據信息的形式模擬出來，形成虛擬的建設施工過程，對每個環節可能存在的問題進行細化、深化，盡可能避免實際施工中的問題，降低施工風險，提高施工效益。

2　鋼結構BIM的應用

2.1鋼結構設計與BIM應用的結合

鋼結構設計過程中應用BIM可將土建設計、結構設計等綜合化，形成系統的工程實際模型，且設計模型形象、逼真、易于改動。在鋼結構設計中，先建立BIM模型，導入軸線體量，對相關的參數進行精確的設計，將工程桿件、節點連接等的尺寸、材質、密度、造價等參數化。在建立局部整體模型，制作建筑物的立面圖，在結合局部模型建立工程的整體結構模型，通過可視化、數據化對工程進行虛擬建造，并模擬現場施工管理、安全監控管理等，使每一個流程都以計算機數據的形式呈現出來，盡可能消除工程建設過程中的誤差。例如，電腦預拼裝前，應用BIM技術對工程所用桿件、節點連接、螺栓、焊縫等進行參數設定，形成相關的數據信息，構建工程三維模型，形成工程的整體模型。在模型演示中，所用材料、建筑物結構等與真實的工程建筑都是一致的，如桿件斷面尺寸、桿件相交角度等都是對真實情況的客觀反映，對于工程的桿件連接點，構造、加工和安裝等三維模型也是有所反應的，就連材料清單、構建清單等也能通過BIM技術生成，相關人員還可應用BIM軟件對生成圖紙進行調整，結合三維模型的校核、審查等消除工程施工誤差，使鋼結構BIM模型成為工程加工安裝的輔助數據，指導工程施工合理、安全進行，確保工程質量。

2.2鋼結構施工與BIM應用的結合

鋼結構類建筑以鋼材為主要材料進行建設，前期工作做好后施工方便、快捷，相對與傳統建筑形式其施工速度可謂神速，建筑工期超短，建筑質量有保障。鋼結構施工中BIM的應用為施工提供了直觀、便捷、準確的參考，結合BIM生產的施工詳圖（其中包含布置圖、構件圖、零件圖等）構建施工模型，進一步深化施工設計，導出工程過程算量，然后進行實體模型的搭建，將施工的每個環節都推測到萬無一失。同時，發揮BIM技術對施工的可視動態監測對施工過程進行檢測，隨時注意施工施工數據的采集，確保信息交流的暢通，將施工情況通過可視化顯示子系統顯示出來，此外，應用BIM的安全預警子系統對施工中的安全管理進行檢測，即使工程交工后，BIM技術也能對建筑物服役期間的應力應變動態監測，為鋼結構工程施工前、施工中、施工后提供了全方位的服務，提高了工程建設效率及質量。

3　結語

BIM理論與應用的優點在于能夠讓人直觀的看到工程結果，并對工程過程有一個詳盡的掌握。BIM的理論發展和應用符合我國信息化發展的總體要求，其應用存在著巨大潛力，是當前工程項目管理的核心技術之一，通過建模、出圖、渲染等實現工程的協同管理，促進設計部門與施工部門的信息交流，提高了施工的安全性、可靠性及效益。只是當前BIM理論與應用存在著一些缺陷，影響了其在工程項目建設中作用的發揮。例如，BIM數據孤島現象，造成了數據交換難、信息溝通難的現象，致使相關人員的溝通存在一定阻礙，即便如此，我國的BIM技術仍然發展迅速，已是當前工程項目管理的核心技術，并隨著建筑業的發展，相關的理論在實踐中不斷完善，其應用效率會不斷的提高，應用范圍也必將更加廣泛。

參考文獻：

[1]蘇培紅.鋼結構深化設計與BIM技術的有機結合在中國博覽會會展綜合體工程中的應用[J].建筑施工,2014(05):534-535.

[2]閆勇,卜祥英.BIM技術在鋼結構廠房中的實踐應用[J].建材世界,2014(03):78-80.

作者簡介：孫善乾（1972—），男，山東濟寧人，本科，副教授，研究方向：金屬材料、鋼結構(海洋工程)建造技術。