BIM技術在鋼結構工程施工中的應用解析

高山

摘 要 鋼結構工程由于其行業特殊性，比如工廠制造與現場安裝管理的難度大、勞動強度大以及勞動成本大等現實狀況，使得BIM技術的應用迫在眉睫，但同時其空間布置以及結構體系的復雜性，又使得BIM技術在鋼結構工程中的應用難度較大，所以對BIM技術在鋼結構工程中的應用研究很有必要。

關鍵詞 BIM技術;鋼結構工程;施工應用

導言

隨著我國社會的不斷發展和工業水平的不斷提高，對建筑工程的要求也越來越高，各種鋼結構建筑工程也越來越多。由于鋼結構工程的特殊性，其對施工工藝往往有非常高的要求，施工難度往往較大，施工的危險性較高。為了有效解決這個問題，可以將BIM技術有效應用在鋼結構工程中，不僅可以提高施工效率、施工的質量，讓鋼結構的設計更加合理，還可以有效提高施工的安全性。

1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他結構，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他材料，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他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[1]。

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。

2BIM技術分析

BIM是指建筑信息模型，是一個應用平臺，可將建筑工程的整個生命周期納入到管理過程，借助有效建筑模型模擬，可對具體設計部分和施工部分進行控制，并完成碰撞檢測、能耗分析和施工問題模擬。并根據BIM技術展示出的問題，實現對建筑工程問題的處理，從而達到提升建筑工程整體可靠性的目的。

具體BIM技術的作用如下：①構建三維建筑模型。結合建筑模型設計者能夠對鋼結構的碰撞進行檢測，結構構件的安裝分析和建筑整體能耗的研究，并根據這些內容完成對鋼結構工程的結構優化設計，盡可能保障設計合理與可靠;②實現施工信息共享。借助BIM技術構建的BIM平臺，能夠將不同專業信息進行共享，在提升信息流通能力的基礎上，還可以實現對施工中各項數據信息傳遞，優化設計更改流程，提升施工數據分享，進而提升施工管理的效果;③優化鋼結構預制件。具體鋼結構施工中，預制件作用明顯，為了保障預制件的質量，借助BIM技術的信息共享功能，預制件制造企業在獲取足夠鋼結構預制件生產信息的基礎上，展開預制件的生產，確保了生產的效率和生產的質量[2]。

3BIM技術在鋼結構工程中的應用

鋼結構工程的設計能力和施工技術都日漸成熟，鋼結構形式的應用范圍日益廣泛，進而對鋼結構工程的使用功能要求在逐年提高。工程的建筑規模在逐步擴大、結構整體形式又越發復雜，工程的項目施工安裝管理工作就變得越發困難。并且鋼構件在制作和連接過程中，由于各部門在設計和施工過程中溝通不及時，往往存在返工重新設計修改的情況;鋼結構節點詳圖數過大，對于每張圖紙上的每條信息和每個數據都需要工程技術人員逐一核對檢查，以確保圖紙上信息與最終的設計方案是一致的，這樣導致工程總體工作量十分巨大。應用BIM技術的信息共享、數據檢驗功能，可以提升工程的整體效率、改善當前工程項目管理方法，一些工程問題便迎刃而解。

BIM技術在鋼結構工程中的應用，有如下特點。①模型快速建立：BIM技術采用三維模型，因為每個鋼構件所選用的材料、構件所處的位置、構件選用的截面形式和構件加工的部位等信息都在該構件的信息庫中有存儲，整個建模過程結束以后，操作人員可以按結構實際需要將各構件組合成體，為后期的項目管理和施工統計上提供方便;②結構三維模型分析：對整體模型施加外部荷載作用，運行結構受力檢驗，在軟件運行分析后可以把分析得出的文本結果和相關圖像輸出，通過關鍵數據及反應譜顏色上判斷結構合理性，而且輸出的結果可以應用到不同類型的BIM軟件上進行對接分析，可以反復多樣驗證輸出的分析數據和結果是否準確;③細部設計與自動成圖：用戶可以利用軟件中的圖紙管理器功能按類別、用途、功能快速分類各種圖紙，方便繪制人員對各類工程圖紙管理，這樣既可以縮減繪圖時間，又可以提高圖紙的精準度。用戶在細部節點中輸入尺寸初值，根據在節點數據庫中已經預設好的運行參數，BIM軟件將按照節點的預設要求來完成節點的拼裝成型，通過軟件不斷加工處理，可以提升模型細部設計的質量，更符合實際情況;還可以利用軟件的自定義節點功能把構件的復雜空間關系簡化處理，以能夠提高節點處在制作加工時以及現場安裝時的精度要求;④統計工程量與展示投標：在統計工程量時，由于鋼結構工程中使用的各類材料品種繁多，需要區分截面形式和構件類別。用戶可以在建模初期為模型分類定義相應的工程量信息，在運行合格后再一并匯總各項需要統計的信息，利用軟件報表輸出功能預先設置要相應部分欲輸出核對的信息分類輸出，這樣既能降低錯誤率，還能縮短工程量的匯總時間。另外應用BIM技術的信息共享功能，可以方便招投標雙方更好地把握項目的設計理念，了解在日后施工過程中的相互聯系，互提建議和要求;⑤碰撞檢測：鋼結構工程中的節點是復雜多樣的，實際工程安裝過程中可能會出現節點零件之間發生碰撞，與混凝土組合部分或與管道搭接時也有可能發生碰撞。應用軟件的對碰撞檢測功能，可以檢測全工程結構及節點的合理性，工程整體施工安裝的效率會有明顯提高。

4結束語

BIM技術在鋼結構工程中的應用，將確保施工的精細化進行，在設計與檢驗過程中照比以往應用的技術會有明顯進步，鋼結構工程的建設效果和施工效率都會得以顯著提升。怎樣能有效利用BIM技術提高工程質量、提升信息傳遞效率也將成為今后BIM技術在鋼結構工程中應用發展的努力方向。

參考文獻

[1] 趙金龍.BIM技術在鋼結構工程建設階段的應用[D].長春：長春工程學院，2016.

[2] 黃子浩.BIM技術在鋼結構工程中的應用研究[D].廣州：華南理工大學，2013.