BIM技術在鋼結構工程建設階段的應用

郭占鋒

（山西建筑工程集團有限公司 山西太原 030003）

前言

作為現代建筑施工期間的關鍵技術，BIM技術可以被應用至整個建筑的生命周期中，實現了傳統建筑設計工作的多維化，有效提升了建筑工程的功能性與服務性。在鋼結構施工過程中，技術人員可以利用BIM技術獲得更大的經濟效益。但實際應用過程中卻存在軟件掌握不良問題，以致應用效果較差，拉低了鋼結構工程的質量水平。本文針對性的分析了鋼結構工程建設期間BIM技術的應用問題，針對性的指出了相關的解決技術，以期為此后的鋼結構工程建設工作提供更多的借鑒依據。

1 BIM技術概述

BIM屬于信息應用平臺，指的是建筑信息模型，通過在管理過程中納入工程生命周期，借助模型分析控制設計與施工部分，完成能耗分析、碰撞檢測以及模擬施工問題等工作，并針對BIM技術使用期間出現的問題制定針對性的解決促使，提高建筑的穩定性。具體而言，BIM技術具備以下幾方面的作用：①可以構建三維建筑模型，設計人員可以利用BIM技術進行碰撞檢測，并研究分析鋼結構構件的安裝與建筑能耗量，以此優化鋼結構設計方案，確保工程方案的合理性與可靠性。②可以共享施工信息，技術人員通過BIM構建的平臺共享各種不同專業的信息，提高信息的流通效果，在優化設計流程的基礎上實現施工數據的共享，提升鋼結構的施工管理水平。③可以優化鋼結構的預制件，預制件在鋼結構施工過程中占據十分重要的作用，為了充分保證預制件的質量水平，技術人員可以利用BIM的信息共享功能優化預制件的施工方案，并保證預制件制造企業可以獲得更多的生產信息，有效保證其生產效率與質量水平。

2 鋼結構工程建設期間存在的問題分析

2.1 鋼結構設計階段存在的問題

施工人員為了保證鋼結構工程的順利進行，其必須不斷完善鋼結構的設計方案，但當前鋼結構工程設計缺乏一定的技術性與專業性，以致方案設計深度不夠，且存在較高的造價成本，甚至還會后期返工，延長了工程周期，無法滿足預期的設計要求，不但浪費了企業的人力、物力以及財力等資源，還影響了企業的行業信譽。

2.2 鋼結構施工階段存在的問題

當前鋼結構施工期間存在較多的項目環節，項目成本、質量、安全管理、進度管理以及控制等方面均存在問題。具體而言，在工程項目的推進過程中，施工環節存在較多的不確定性影響因素，工程變動難免會影響造價成本，為企業帶來了一定的經濟損失。安裝期間，由于技術人員沒有掌握正確的施工技術，也會影響工程的推進效果，甚至延誤工期，造成不良經濟損失。運輸與安裝鋼結構構件時，也會因損壞以及污染等問題延長施工進度，技術人員需要重新調配構件，導致工期延誤。工程項目推進期間，施工人員需要進行現場操作，會受多種因素的影響導致技術以及安全等問題，從而影響鋼結構的施工效果。

3 BIM技術在鋼結構工程建設中的應用

3.1 BIM技術在鋼結構設計階段的應用

鋼結構設計階段中，技術人員可以利用BIM技術對照圖紙完成優化設計，其主要利用節點庫與構建庫建立三維模型，并利用數字信息技術完成數據錄入。通過利用BIM技術不但可以優化構建節點，且還可以完成工程信息的管理工作。技術人員利用BIM技術可以更好的展現鋼結構的仿真模型，直觀顯示鋼結構的三維設計效果，三維模擬施工現場節點的安裝流程，動態還原難度系數較高的施工技術，并針對其中存在的問題進行優化設計，及時發現問題及時解決，由根本上優化鋼結構的設計方案。除此之外，技術人員還可以利用BIM技術制作造價報表，從而為工程項目的造價管理與施工管理提供更多真實有效的數據信息，不斷優化項目的管理與推進工作，為企業獲得更大的經濟與社會效益。

3.2 BIM技術在鋼結構施工階段的應用

在鋼結構施工前期設計與施工推進環節使用BIM技術可以有效解決其施工階段存在的問題，最大程度的推進施工項目進度。在鋼結構工程的推進過程中，BIM技術主要用于構建3D模型。且在施工期間還可以利用3D模型數字化處理相關的管理參數，并利用相關的參數信息構建相關的工程模型，全方位的模擬施工現場，最大化處理可能出現的施工風險，并進行有效解決，確保鋼結構的順利安裝，以免因施工工序或施工安全問題導致延工。近年來，相關研究人員深入分析了BIM技術，并實現了4D建模，二次開發了相關的軟件插件，促進了建模的智能化與高速化。除此之外，技術人員還可以在工程造價、設計、施工以及風險檢查等環節采用BIM技術，實現工程項目的全方位防護，由根本上確保施工進度與質量。

3.3 BIM技術在鋼結構現場安裝階段應用

鋼結構具備較為特殊的材料性質，被更多應用至跨度大且結構較為復雜的建筑物建設匯總，因此鋼結構需要更為精確的安裝精確度。在運輸與吊裝大尺寸鋼結構構件時存在較多問題，因此需要進行現場安裝。實際安裝期間，技術人員需要確定拼接點位置，其具備十分重要的作用，需要考慮多方面的因素與條件。比如吊車的起重噸位、運輸車輛的空間大小、構件吊裝的穩定性以及現場實際條件等。以往安裝鋼結構構件時，技術人員需要根據自身經驗進行，增大了后期安裝的不確定性，但在施工安裝期間采用BIM技術可以實現鋼結構構件的4D仿真，實現了三維空間與時間的有效結合，確保施工技術人員在虛擬場景中完成鋼結構構件的安裝工作，并及時檢查安裝期間可能存在的操作問題，及時設計相關的修正方案，調整模型的拼裝節點，完善修改相關的施工設計圖，以免因返工導致費工費料問題，拉低企業的經濟效益水平。BIM技術主要利用Revit建設相關模型，并通過NWC格式完成輸出，在Naviswork中打開，并在Timeliner模塊中導入施工進度的相關文件資料，將各個構件與文件中的WBS子項進行連接，有效創建4D模型。除此之外，在模擬實際施工過程中，技術人員還可以利用BIM技術統計分析施工進度數據，以便為現場的安裝提供更多的參考依據。

3.4 BIM技術在鋼結構運營階段的應用

在鋼結構施工全過程中，最為關鍵的環節便是運營階段，此階段需要消耗較長的施工周期，且需要投入較大的成本，因此技術人員需要充分重視此階段的運營維護管理工作，并做好技術革新。傳統的建筑運營與維護過程中，技術人員一般采用人工采集數據以及工程圖紙的方法監控維護Excel表格中的設備數據信息，但鋼結構工程的規模較大，以往運營技術無法滿足鋼結構工程的發展趨勢。為了有效解決傳統技術的數據保護困難，避免運營期間出現時效差異以及數據丟失問題，技術人員應利用BIM技術全方位建檔與監控相關數據信息，由根本上促進鋼結構施工的順利進行。

3.5 BIM技術在鋼結構施工進度控制中應用

施工技術人員應在生產制造鋼結構構件時利用Tekla Structure軟件模擬建檔施工時間與構件制造時間，得到最佳的鋼結構施工工期，有效控制施工進度。實際施工期間，為了確保鋼結構工程在預期時間內完成，技術人員應有效開展工期控制，充分利用BIM技術的4D演示功能，全方程模擬鋼結構的施工情況。除此之外，在施工管理期間，技術人員還應利用4D模型全過程分析施工流程，及時發現施工期間存在的時間問題，并完善改進，提高施工效率。

4 結束語

鋼結構屬于現代建筑的主要類型，避免了鋼筋混凝土建筑自重問題，減少了鋼筋混凝土的使用量，有效增強了建筑本身的穩定性與承載力。為了確保鋼結構工程的順利開展，本文分析了BIM技術在建設期間的具體應用，實踐證明，將BIM技術應用至鋼結構施工期間可以有效降低施工成本，提高施工效率，有效推動了鋼結構工程的順利完工，提升了鋼結構工程的經濟與社會效益水平。