鋼結構工程中BIM技術的應用研究

彭德望

摘要：在鋼結構工程中應用BIM技術可以很好的解決現階段工程中存在的相應問題，在提高工程質量方面有著十分重要的作用。通過對BIM的定義進行簡述，對鋼結構工程的特點進行介紹，分析鋼結構工程中應用BIM技術的實際意義和具體應用，為其他相關鋼結構項目運用BIM技術進行深化設計，提高鋼結構工程效率和質量提供一定參考價值。

關鍵詞：鋼結構工程；BIM技術；應用

在工程項目中應用BIM技術可以從根本上對建筑生命周期的規范方面、設計方面、施工方面、維護管理方面等各階段系統之間存在的信息斷層進行消除，方便工程項目中管理機構對整個工程進行準確的分析計算和項目管理。我國現階段信息化技術的不斷發展，建筑工程信息化、工業高度化也斷的進步，在當下高速發展的科學技術支持下，信息化在建筑業的普及應用越來越廣泛，對于建筑信息化的發展，便需要相關人員投入更多的精力去進行發展。

一、鋼結構工程的特點

首先，由于鋼結構工程所使用的鋼材具有強度高、塑性和韌性好的特點，從而使得鋼結構相比較于用混凝土、磚石和木材等建筑材料建造的其它結構，特別是鋼筋混凝土結構的重量要輕許多，尤其在大面積和大跨度的結構中，鋼結構工程的這一特點較為明顯其次，由于鋼結構工程所使用的鋼材相比較其它材料，內部結構比較均勻，使得其在結構中的受力情況與計算模型比較接近，這樣就有利于人們對鋼結構的分析與研究，從而使得鋼結構工程相比較于其它結構具有較高的可靠度，最終使其能較好地滿足人們對建筑物的各種功能要求，特別是對建筑物的抗震要求最后，由于鋼結構工程所使用的鋼材目前都已普遍采用工廠化制作，將結構中所需要的構件軋制成各種型材，使得其構件的尺寸規格能夠統一，便于人們對構件的制作與加工。當然，鋼結構也有其缺陷，比如易腐蝕、易銹蝕、耐火性差等，但隨著科技的進步，人們正在努力改進與克服這些不足與問題，從而使鋼結構越來越具有更高的可靠度。

二、BIM技術應用特點

（一）建立模型速度快

因為所有鋼構件使用的材料、所處位置、選用的截面形式和構件部位加工的信息都儲存在鋼構件數據庫中，所有BIM技術使用過程中會采用三維模型的方式進行模型建立，為施工人員提供構件組合成體，方便施工人員對構件的安裝，同時也對項目的后期管理和施工統計提供有價值的資料。

（二）通過三維模型進行整體分析

通過對模型施加合適的外部荷載，對建筑進行結構受力實驗，結合軟件分析后的數據進行文本結果和相關圖像輸出，對建筑結構合理性進行判斷。而且應用不同類型的BIM軟件可以對輸出結果進行多方面對接分析，經過技術人員反復驗證輸出數據和結果，判斷鋼構件的準確性能。

（三）軟件自動成圖和細節設計

技術人員利用系統中的圖紙管理器對全部施工圖紙進行類別、功能和用途的快速分類，方便繪制人員對全部工程圖紙進行管理。這樣可以大大減少繪圖人員繪圖時間，并且可以更好的提高圖紙精確度。設計人員在構件細節節點處進行尺寸初值的輸入，根據系統中預設好的節點運算運行參數設定，通過BIM軟件完成節點預設要求的節點拼裝工作，通過軟件對模型細節進行不斷加工處理，提高模型細部結構設計的質量，使其更符合工程實際情況；還可以通過軟件的自定義節點工作對構件復雜的空間關系簡化處理，提高節點制作和施工時的精準程度。

（四）工程量的統計和投標的展示

因為鋼結構工程中使用的原材料種類繁多，需要對截面形式和構件類型進行區分。使用人員可以在建模初期對模型進行相應工程量的分析，在軟件運行通過后再進行統計信息的匯總，利用軟件報表輸出功能對輸出信息進行核對分類，降低工程計算錯誤率和工程匯總工作的工作量。另外BIM信息共享功能的應用，可以方便招投標雙方更好的對工程項目設計理念進行把握，了解施工過程中項目設計的要求。

三、BIM技術在鋼結構工程中的應用現狀

鋼結構工程在保證施工質量的同時，施工的效率又較高，使得其在大型工程的應用較多，但在普遍應用的同時也出現了一些問題，其中鋼結構工程的安裝精度問題顯得較為突出。例如，鋼結構屋面結構的現場拼裝的安裝精度將影響工程交驗后的正常使用與維修，如果精度不夠高，將對屋面的防水施工及其施工質量產生影響，從而導致屋面產生裂縫而漏水，給屋面的正常使用與維修帶來極大的麻煩。所以，要想使鋼結構在實際工程中得到廣泛應用，首先就得解決安裝精度的問題。而BIM技術的出現，正好可以解決這個問題，BIM技術在鋼結構工程中的應用能夠達到精細化施工的目的，解決安裝精度不足的問題，從而進一步提高鋼結構工程的可靠度。

由于鋼結構工程的行業特點，其現場施工的源頭其實在工廠的構件加工，而構件的加工本來應該是以結構工程師的設計為標準的。而目前的現實情況是，結構工程師普遍地將深化設計的工作留給了鋼結構加工企業去完成，鋼結構加工企業其實承擔著“邊設計、邊加工、邊變更”的角色，這就使得構件加工的效率極為低下。導致這種現象存在的原因是，結構工程師生成的分析模型不能直接轉化為施工時所用的建筑模型，而BIM技術從設計環節這個鋼結構工程的源頭上，就可以做到精細化設計，從而使結構工程師設計的模型能夠直接應用于構件加工及施工現場的安裝，從而提高整個工程建設的效率。

另外，BIM技術在三維建模的基礎上，可以實現鋼結構構件的電腦預拼裝，但這還只是理論模型，無法讓其發揮作用，起不到控制施工質量的目的。人們想到了用測量儀器對實際構件進行實物測量，并將實測數據輸入三維建模軟件，形成實測模型，然后將其與理論模型進行比對，檢驗實際構件是否滿足設計要求。這樣就達到了預先精細化檢驗鋼結構工程施工質量的目的，保證最終構件完全符合現場安裝的要求，從而達到控制施工質量的目的。

四、結束語

BIM技術在鋼結構工程中的應用，可以實現精細化設計與精細化檢驗，從而保證了精細化施工，再加上BIM技術在鋼結構工程管理上的應用，使得鋼結構工程的建設效率得到了進一步的提升。隨著BIM技術在工程領域的應用和普及，BIM技術一定會給土木工程屆帶來一次徹底的革命。

參考文獻：

[1]李慧慧.超高層鋼結構工程BIM應用和思考[J].建筑知識，2018（6）：11-12.

[2]李青. BIM技術在鋼結構工程中的應用[J].建材發展，2017，（2）：10-11.