BIM 技術在鋼結構工程中的應用研究

陳桂佳

江蘇林洋新能源科技有限公司，江蘇 南京 210000

1 BIM 技術的特征與優勢

BIM 是信息化的平臺，同時也是建筑模型，在管理的過程中會輸入工程各方面，如信息以及周期等，以通過構建模型控制和調整工程進度，同時完成檢測方面的工作。

BIM 技術在應用中主要有以下作用：第一，可在構建模型的基礎上利用BIM 技術進行碰撞方面的檢測，同時還可用來研究工程中鋼結構的安裝，從而對設計工作進行優化，確保設計方案的合理性、科學性；第二，通過應用BIM技術不同專業的工作人員可共享工程施工過程中的信息和數據，相關工作人員可通過平臺快速獲取這些數據和信息，在設計或數據變更時可有效地提高工作的效率和質量；第三，BIM 技術可有效優化鋼結構預制件，并合理優化預制件的制作順序和工藝，較好地提高預制件制作效率。預制件的制作在項目的施工過程中非常關鍵，能夠優化整個工程的鋼結構設計，可有效保障預制件的質量，同時在一定程度上減少預制件的制作時間和成本。

1.1 項目可視化

進行鋼結構工程設計時，BIM 技術能將鋼結構通過3D效果展示出來，讓工作人員能直觀地觀察和認知各零部件，從而更加了解各種零部件的詳細信息。除此之外，應用3D效果模型能讓工作人員直接了解結構各個部位的具體情況，尤其是在平面圖紙上容易忽略的地方，使施工單位在施工前就能獲得各種有效數據，以保證工程能夠順利進行，確保工程進度。

1.2 協調性與優化性

在工程施工中使用BIM 技術可幫助施工單位收集和整理工程中各種數據信息，以3D 視圖的形式讓技術人員了解整個工程，不僅可以減少施工時間，還可節約儲存空間。鋼結構工程施工過程十分復雜，每個環節的施工都非常重要，需要多種施工技術的共同協作才能順利完成工程建設。傳統的鋼結構工程施工無法滿足當今社會對建筑功能及質量的需求，因此可在工程中融入BIM 技術，有效降低工程施工難度，為工程質量以及施工效率提供保障。

1.3 模擬性與執行性

BIM 技術可對工程中的鋼結構進行模擬實驗和檢測。這項功能對鋼結構的管理工作來說意義重大，可提高鋼結構設計的科學性和合理性，從而避免故障和事故的出現。同時，模擬施工時，可對整個施工過程中可能出現的工況進行模擬，從而可以根據模擬的結果制訂有效的預防和應急方案，確保整個工程能夠順利施工。除此之外，BIM 技術還可進行4D和5D模擬。進行4D模擬可進一步優化施工方案，確保施工方案能夠較好地指導施工，同時對施工過程中可能發生的異常情況進行排查；運用5D 模擬技術時，可準確預測施工成本，這對造價管理工作來說非常重要。

1.4 經濟效益高

在建筑的鋼結構設計施工過程中應用BIM 技術，可有效提高施工效率和質量，同時優化施工現場的管理工作，加強管理的科學性，全面掌握施工過程中的人員以及設備的狀態，可根據實際情況及時、合理進行調整，保證整個施工能順利進行，并減少資金的浪費，提高企業的收益。

2 鋼結構工程建設期間存在的問題

2.1 鋼結構設計階段存在的問題

在施工過程中，鋼結構設計人員和現場施工人員之間經常會出現理解方面的差異，工作人員為了能夠確保項目的施工能夠按期順利完成，會在施工過程中不斷地調整和完善鋼結構的設計方案。但鋼結構的設計工作對專業知識的要求較高，施工人員不一定具有足夠的專業知識，對結構的理解和應用會有一些欠缺，因此可能會使整個施工過程出現問題，或者使項目成本提高，甚至無法在工期內完成施工任務。

2.2 鋼結構施工階段存在的問題

鋼結構的施工會涉及很多環節，且施工過程中會存在很多不確定因素，如果在施工過程中出現問題，就需要對工程進行調整和改進，這就會影響整個工程的造價管理工作，可能會給企業帶來成本變化。在進行鋼結構安裝時，相關技術人員如果沒有足夠的專業知識和經驗，就可能會影響整個工程的質量和施工進度。如果安裝過程中出現了問題，不僅會影響整個工程的施工進度，還會造成相應的損失。并且，出現問題之后，相關技術人員可能需要重新去對結構整體或局部進行合理的調整，調整時也會存在一定的風險。

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中的應用

鋼結構的設計工作具有專業性，需要專業技術人員通過應用BIM 技術構建三維模型，并錄入項目相關的數據和信息，全面地優化和檢測整個圖紙和結構。在工作過程中運用BIM 技術，不僅可以對工程的施工進行優化，還可以提高工程信息管理工作的效率。BIM 技術可以直觀地展示工程中的鋼結構模型，還可以模擬整個施工流程，從而以動態的方式對整個工程進行完整模擬。在模擬的過程中，及時發現設計中存在的問題，立即進行調整和優化，避免在施工過程中造成損失。除此之外，對于在模擬過程中得到的有效數據，可以對其進行分析和計算并得出造價報表，進而對整個工程的造價進行管理和控制。

3.2 BIM 技術在鋼結構施工階段中的應用

在鋼結構前期施工及之后的推進環節，應用BIM 技術可解決施工過程中可能出現的問題，從而切實保障整個工程的施工能順利進行。在施工過程中，利用3D 模型展示相關數據，并利用這些數據信息構建項目的模型，完整還原整個施工現場，對施工過程中可能存在的問題和風險進行剖析，保證后續的施工過程能安全、順利進行，最大限度地避免因前期準備不足或者設計、質量問題，施工出現問題。近年來，相關的科技人員對BIM 技術進行了深入的研究和創新，進一步實現了4D 建模等功能，在一定程度上促進了BIM 技術的發展和應用。

3.3 BIM 技術在鋼結構現場安裝階段中的應用

鋼結構進行施工時所用材料通常具有一定的特殊性，一些特殊且大跨度的鋼結構建筑尤為重要。因此，鋼結構的設計一定要科學合理，同時在進行安裝工作時，還需要嚴格按照相關規定和標準進行操作，以有效確保安裝的精確度。在實際的安裝過程中，相關工作人員需要事先標注連接點，這些位置對整個安裝工作非常重要。同時，還需要考慮安裝過程中多方面的情況和條件，如吊車的噸位情況以及運輸車輛的空間等一些現場條件。在安裝時，施工人員主要結合自身的經驗和技術進行操作，不同施工人員的經驗和技術差異較大，這樣就會給安裝工作帶來一定的不確定因素。因此，安裝鋼結構時可利用BIM 技術的4D 仿真技術真實模擬鋼結構的安裝過程，對安裝過程中可能存在的問題編制防治措施，從而提高施工質量和效率。

3.4 BIM 技術在鋼結構運營階段中的應用

鋼結構的運營階段也非常關鍵，運營的過程直接決定了鋼結構工程的使用壽命。因為在這個階段中會經過很長的一個周期，且需要投入大量的資金和人力，所以相關單位一定要足夠重視此階段。首先，要不斷更新和完善施工技術，相關工作人員也要不斷地提高自身的技術水平。其次，在傳統的建筑運行過程中，經常會采用人工方式收集數據和信息，然而整個工程的規模是非常大的，人工進行數據收集可能會有一定的限制和影響，同時在時效性方面也有較大缺陷，因此可應用BIM 技術對整個工程進行全方位的監控和管理，有效提高數據收集的效率和質量，避免出現數據錯誤或數據丟失的現象。

4 BIM 技術在鋼結構施工管理中的實際應用

4.1 工程量管理

鋼結構的施工管理工作比較復雜，整個施工過程中會涉及多個環節，且施工人員流動性比較大，使工作效率較低，數據也會出現一些偏差或者是丟失的現象，從而造成整個施工無法在規定的時間內完成，給企業帶來一定程度的資金消耗。BIM 技術可在管理工作中有效分析和計算相關數據和信息，提高施工管理工作的效率和質量。除此之外，BIM 技術也可在一定程度上提高造價管理工作的有效性，從而降低企業在項目上的成本投入。

4.2 構建鋼結構信息管理框架

一般情況下，信息管理框架通常由多組人員構建，然后用于后續的系列工作，如物料的采購、運輸和管理等。這些工作非常煩瑣和耗時，且任務比較緊急和重要，而通過BIM 技術可監管和控制整個框架的設計過程，所有的信息和數據都會被記錄在平臺上，有利于提高工作效率并保證工作質量。

5 結束語

綜上所述，在建筑結構中使用鋼結構，可有效減少混凝土用量，減輕建筑重量，同時提高建筑的穩定性和承載能力。同時，使用BIM 技術能確保鋼結構工程的施工進度和質量，減少工程成本支出，有效提高施工效率，促進建筑企業的發展，為社會經濟的發展提供幫助。