大跨度鋼結構施工技術及BIM應用研究

楊柳

摘 ? ?要：隨著我國建筑行業相關技術的不斷發展與完善，在建筑工程當中越來越多的應用到鋼結構工程施工。為了更好的將大跨度鋼結構施工技術應用到建筑工程當中，順應時代發展的潮流，將BIM技術應用到大跨度鋼結構工程當中。這樣可以進一步的提高大跨度鋼結構的施工質量、施工安全以及施工效率。文章首先對BIM技術的概念與特點進行簡要闡述，其次就現階段我國大跨度鋼結構工程施工過程當中的難點進行了詳細的分析，最后針對BIM技術在大跨度鋼結構施工中的應用進行了探討與研究。

關鍵詞：大跨度鋼結構;BIM技術;施工技術;應用研究

1 ?引言

建筑行業作為我國國民經濟的支柱性產業之一，近些年來，雖然得到了不小的發展，但是其發展速度越來越緩慢。這其中主要的一部分原因就是我國建筑行業屬于粗放型管理模式，建筑相關的工藝技術相對落后，沒有信息化的精準管理平臺。這也給大跨度鋼結構工程施工帶來了一定程度的影響。隨著BIM技術的誕生，改變了傳統的建筑工程設計、施工以及管理模式，為建筑行業提供了一個新的創新方向。可以說，BIM技術應用到建筑行業是其一次全新的業界革命，它為建筑行業創造出驚人的經濟價值。

2 ?BIM技術的概念

BIM技術就是借助計算機技術對其建筑工程進行三維立體建模，然后再利用數字化技術將實際建筑工程的數據與所建立的三維立體模型相結合，構建信息數據庫。由此可知，BIM技術不僅僅可以展現某一類特定的建筑信息模型，又可以展現建筑工程施工過程中某一項特定的工藝方案，可以說BIM技術是隨著時代的發展而產生的一種全新的建筑概念。

3 ?BIM技術的特點

3.1 ?可視化特點

在BIM技術中建立建筑信息模型，不僅可以展現出建筑工程的幾何模型相關的內容，還可以將相應的物理知識融入其中，形成多元化的知識融合，這樣一來就可以把建筑工程的實體以模型的形式展現給人們。不僅如此，BIM技術的可視化特點還包括建筑工程施工的進度以及相應的成本投入等內容，可以根據相應的進度效果圖以及材料報表，及時、準確、科學的對工程的各個階段進行有依據的決策。

3.2 ?協調性特點

在一項建筑工程當中，從剛剛開始著手策劃再到對其進行設計以及后續的工程施工，都需要各方面相關單位與部門的積極配合和協調。像大跨度鋼結構這種施工難度比較大的工程，更是需要大量的溝通與協調，借助BIM技術可以改變傳統模式中溝通與協調不足造成建筑工程相關的工作效率不高等情況。

3.3 ?優化性特點

建筑工程的設計與運維這兩個階段，需要對其操作與管理進行實時的優化，通過利用BIM技術，可以更好、更科學、更合理的對相應部分進行優化。特別是近些年，建筑工程的結構越來越復雜，對建筑的設計與施工要求更加的高，單單依靠人力很難確保建筑工程施工的質量與效率。而BIM技術的應用，可以有效解決這一難題。

3.4 ?信息輸出性

通過將BIM技術應用到建筑工程當中，可以實現對建筑物實體的可視化與形象化演示，同時還可以精準、快速的進行相應的三維模型構建以及生成相應的檢查報告等，并將這些及時的提交給業主，這樣可以實現建筑工程相關信息的快速輸入與輸出。

4 ?大跨度鋼結構工程施工難點

目前來說，我國在進行大跨度鋼結構工程施工的時候還存在著一些難點，具體如下。

4.1 ?施工技術相對復雜

在大跨度鋼結構工程施工的過程當中，不但涉及到諸多的施工工序，而且有很多的工作都存在著交叉作業的情況，這就需要與大跨度鋼結構工程施工的相關單位與部門之間進行大量的溝通與合作，因此，在施工過程中經常會出現較為復雜的組織與配合工作。

4.2 ?現代預應力技術的應用

現代預應力技術是應用于大跨度鋼結構工程施工當中的一種新興技術，它可以更好的對大跨度鋼結構體系進行拓展，同時還能對傳統的大跨度鋼結構工程進行相應的結構形式的創新。這其中比較典型的例子有：張拉膜結構形式等。

4.3 ?構件精確度高

大跨度鋼結構工程施工在我國一般都屬于國家級的大中型建筑工程施工，在進行大跨度鋼結構工程施工的時候，為了實現其自身的優勢與特點，不僅是要求其施工質量，還必須確保施工過程的安全。這就要求大跨度鋼結構工程施工中所涉及到的結構件必須要有很高的精準度，只有這樣，才能夠更好的保障大跨度鋼結構工程施工質量符合相關的設計要求與標準要求。

4.4 ?焊接難度高

在進行大跨度鋼結構工程施工的時候，會有非常多的焊接工作，而且要求焊接質量要達到一級焊接標準，這不僅僅是增加了大跨度鋼結構施工中的焊接工作量，同時，也增加了大跨度鋼結構施工中焊接的難度。

5 ?BIM技術在大跨度鋼結構中的應用

5.1 ?三維鋼結構模型數據庫建立

在進行大跨度鋼結構工程施工建設的時候，可以根據業主提供的二維圖紙，利用BIM技術對其鋼結構件進行三維建模并輸入到模型數據庫當中，實現二維圖紙向三維模型的轉換。通過建立相應的模型數據庫，可以在工程施工的前期直觀的對整個大跨度鋼結構工程的整體結構與施工流程進行動態把握與了解，利用三維還原原理，可以對施工過程進行模擬，這樣可以更好的對施工工藝進行編制以及更合理的安排資源，這樣一來就可以在大跨度鋼結構工程項目在初期甚至是投標階段就可以對整個的項目工程進行科學的部署以及合理的規劃。這對工程的具體施工以及招投標工作有很大的幫助。

5.2 ?結構吊裝驗算及模擬

大跨度鋼結構工程施工過程中的重點與難點是吊裝的分析與計算，通過與BIM技術中的三維模型進行結合，可以還原鋼結構數據與吊裝模型，然后借助相應的結構軟件對鋼結構進行整體或者是分片區的進行重量以及重心的計算，同時，還可以對吊裝站位進行模擬計算，這樣一來可以在很大程度上提高吊裝工藝的準確性以及大跨度鋼結構吊裝施工的安全性。

5.3 ?細部節點設計及碰撞檢查

在進行大跨度鋼結構工程施工的時候，首先可以借助BIM技術對相關的結構構件建立三維模型，然后在依據原有的大跨度鋼結構設計對其進行科學的、合理的優化。同時，還可以通過三維模型來構造其截面繪制圖和進行二次碰撞檢測。這些手段都可以在一定程度上提高大跨度鋼結構有關的設計的合理性，降低其設計與施工過程不符的情況發生，進一步提高大跨度鋼結構工程施工的質量與施工工作效率。

6 ?結束語

綜上所述，隨著我國計算機技術與現代化信息技術等的不斷發展，建筑行業也將迎來嶄新的發展模式，而BIM技術在建筑行業的應用則有效的推動建筑行業的發展，不但可以在一定程度上降低大跨度鋼結構工程施工的難度，而且還能夠對其施工管理進行科學、合理的優化。雖然說我國目前建筑行業應用BIM技術還不少很成熟，相關的法律法規以及實施標準也有待進一步完善，但是，相信隨著我國綜合國力的不斷發展與進步，BIM技術在建筑行業，特別是大跨度鋼結構工程施工過程中一定會有更廣闊的發展空間。

參考文獻：

[1] 夏生生.大跨度鋼結構施工技術及BIM應用研究[J].建材與裝飾，2017（39）.

[2] 洪秀君，蘇龍輝.BIM技術在大跨度高空三維天幕鋼結構施工中的應用[J].工程質量，2018（12）.

[3] 楊振宇，周光毅，唐家如，周垚臣.BIM技術在復雜空間結構中的應用[J].建筑，2014（19）.

[4] 陸偉.大跨度鋼結構施工技術及BIM應用研究[J].建筑技術開發，2017（19）.

[5] 許洪云.BIM技術在復雜裝配式鋼結構中的應用[J].山西建筑，2018（20）.