論BIM技術在鋼結構工程中的實際應用

陳青青

摘? 要：國家經濟的快速發展使得建筑工程領域的發展規模不斷擴大，建筑領域對國民日常生活的影響也日益明顯。鋼結構工程作為建筑領域中的重要組成部分，越來越多鋼結構工程出現在城市中，現代化城市發展面貌也因此煥然一新。而BIM技術的出現，更是為鋼結構工程的發展注入了強大的驅動力量。本文便對BIM技術在鋼結構工程中的實際應用開展論述與探討。

關鍵詞：BIM技術;鋼結構;工程應用

中圖分類號：TU758.11;TU17 文獻標識碼：A 文章編號：2095-9052（2021）10-00-02

BIM技術人們又稱為建筑信息模型技術，通過在工程領域中有效運用BIM技術，能夠使大量工程信息實現高效、快速地傳輸。同時，對這些工程信息充分利用，將其作為模型構建基礎，以此實現對建筑物三維模型的有效構建，從而使建筑物的施工及使用過程得到真實模擬。在工程項目中充分運用BIM技術，可以使建筑物在全壽命周期中的管理效能得到極大提升，有效彌補工程設計、維護、施工等各個階段中存在的不足，同時也為工程人員對工程項目開展更加細致化、系統化的數據計算與統計[1]。

一、工程特性

（一）材料特點

眾所周知，鋼結構是由大量鋼材作為原材料的，而鋼材的材料特性強度大、塑性好、韌性強。正是由于在鋼結構工程中采用了大量鋼材，使得鋼結構工程的整體重量變得更小。相比鋼筋混凝土結構的工程，鋼結構工程有著非常明顯的重量優勢，尤其是對大跨度的工程結構而言，這種重量優勢會變得更加明顯。

（二）結構特點

對鋼結構工程來說，采用得大量鋼材是通過焊接形式進行連接的，這也使鋼結構工程的內部結構變得非常均勻。相比鋼筋混凝土結構工程，鋼結構工程在受力狀況上得到了有效改善，而且能夠有效貼近計算階段的模型，優勢在于工程人員能夠更加科學地開展工程結構分析，進而使鋼結構工程具備更高的可靠性。相比其他材料所組成的結構來說，鋼結構工程在安全性和穩定性方面有著更加突出的表現。同時，通過鋼結構工程的應用，能夠使人們對建筑功能性的需求得到有效滿足。更重要的是，地質災害會對工程結構造成極大破壞，而鋼結構工程則能夠有效抵御地質災害，其具備良好的抗震性能，這能夠使人們的安全需求得到有效滿足。

（三）工藝特點

從鋼結構工程的工藝特點來看，鋼結構工程所采用的大量鋼材都是通過工廠來進行制作的。工廠在對這些鋼材進行制作時，需要通過鋼材軋制方法來進行，確保這些鋼材在經過一系列加工以后，能夠形成統一的規格和尺寸，進而滿足鋼結構工程的使用要求。鋼結構工程中采用的各種構件都需要對鋼材進行相應加工，這些加工與制作流程需要得到相應簡化，才能有助于優化建筑施工，從而順利完成整個建筑物的裝配式施工。當然，鋼材自身所具備的材料特點，使鋼結構在使用過程中極易受到腐蝕或銹蝕，而且鋼結構工程并不具備較好的耐火性[2]。考慮到鋼結構工程在這些方面存在一定的局限性，所以需要針對這些不足來加以改進和優化，使鋼結構工程具備更高的穩定性。鋼結構工程有著較高的強度和韌性，在塑形方面也有著較好的表現，使其相比其他類別的結構工程有著更加明顯的優勢。而且鋼結構工程的施工速度更快，在施工效率方面有著更加明顯的優勢，能夠使工程成本得到極大降低。

二、BIM技術在工程中的應用價值

隨著科技的發展，鋼結構工程設計施工過程中所采用的各類技術已經變得日趨成熟，這也使城市建設過程中對鋼結構工程有了更大程度的運用。與此同時，人們對鋼結構工程也有了更多功能需求。在現代化城市建設中，各種鋼結構建筑物不斷林立，鋼結構工程的建設規模不斷擴大。與此同時，鋼結構工程的整體形式變得越來越復雜，這也造成鋼結構工程的安裝與管理存在更大難度。并且在各類構件制作及安裝的過程中，安裝和管理部門不同，部門之間并未進行有效溝通，導致鋼結構工程中的某些構件在制作以后，難以達到使用要求，進而浪費了寶貴的施工時間。除此之外，工程人員往往需要花費很大精力來對圖紙信息與工程信息進行核對，這也導致工程人員所需處理的工程任務量變得十分龐大，進而使其很難投入較多精力和時間來應對其他事情。為了解決這些問題，就要對BIM技術進行應用。對BIM技術來說，該技術在鋼結構工程中有著極高的應用價值，主要體現在以下方面：其一，BIM技術可以將鋼結構工程所涉及的各類信息進行有效集成，使其統一展現在同一個三維模型中，這樣工程人員可以依據該模型來直觀理解這些工程信息;其二，BIM技術可以對工程信息進行統計和計算，從而幫助工程人員快速獲得所需的相關信息;其三，BIM技術能夠保證信息的快速更新，當某一工程信息發生變化時，其他關聯的工程信息也會隨之變化，能夠大幅減少工程人員對工程信息逐一修改所花費的時間。

三、BIM技術在鋼結構工程中的實際應用

（一）工程建模應用

在鋼結構工程中，BIM技術的應用能夠幫助工程人員根據管理需要來建立各種類型的數據庫，如鋼結構工程的構件數據，包括構件截面形式、加工信息、安裝位置、構件材料等。通過調用數據庫中的工程信息，能夠使工程人員順利構建鋼結構工程的三維模型，工程人員還可根據實際需要來自由組合這些構件，以此形成對應的構件安裝方案。同時，工程人員也能依據這些構件信息來做出便捷的工程信息統計與后期管理，極大提高了管理效率。在鋼結構工程中，利用BIM技術能夠實現對整個工程建筑的快速建模，進而幫助工程人員對鋼結構工程中涉及的各類工程信息進行快速統計與分析，工程管理效能也因此得到極大提升。

（二）工程細節設計與成圖自動化

將BIM技術應用到鋼結構工程中，能夠實現對鋼結構工程各方面細節的科學化設計，還能進行工程制圖。BIM軟件中配置了相應的圖紙管理器，工程人員可以利用圖紙管理器來對各類施工圖紙進行劃分，以此明確其具體類別、功能及用途，進而使繪圖人員花費更少的時間來對這些圖紙文件進行科學管理，工程圖紙的繪制精度也因此得到極大提升。工程人員可以通過BIM技術來設置各類構件的規格、尺寸，并且可以明確構件的細節節點位置，依據預設的節點信息來運行設定的參數，進而確保工程施工能夠按照相應的節點預設要求來進行節點拼裝。BIM軟件可以優化鋼結構工程三維模型的各個細節，進而確保其得到科學有效的設計，使整個鋼結構工程的可靠性得到有效提高[3]。

（三）開展整體性的三維模型分析

在鋼結構工程中，利用BIM技術來構建三維模型，可以引入相應的外荷載，幫助工程人員對鋼結構工程的整體結構實施受力實驗。由BIM軟件來進行數據分析，然后輸出相應的圖像與文本，這樣工程技術人員便可依據這些圖像與文本來作出科學的分析與判斷，以此了解建筑結構在各種荷載情況下的變化現象。除此之外，在鋼結構工程中可以將許多不同類型的BIM軟件綜合應用，能夠使技術人員對輸出結果進行多層面對接式分析，進而極大提高技術人員對鋼結構工程的判斷準確性。

（四）構件碰撞檢測

對鋼結構工程來說，涉及的節點數量眾多，而且非常復雜。施工技術會對整個工程施工有非常明顯的影響，使得這些節點極易發生碰撞。例如，在鋼結構施工中可能存在管道和混凝土發生搭接碰撞的問題，通過BIM技術可以有效解決該問題。工程技術人員可以利用BIM技術來對鋼結構工程的三維模型實施碰撞檢測，這樣能夠幫助其對節點碰撞位置做出準確判斷，并采取相應的措施來加以預防，進而有效降低構件在安裝過程中發生的碰撞概率，同時也有助于提高各類構件在鋼結構工程中的安裝施工效率。

（五）工程量計算與統計

在鋼結構工程中，除了要應用大量鋼材以外，還要應用到其他原材料，而這就需要工程人員按照相應的截面形式與構件類型來作出劃分，以確保整個鋼結構工程得以順利施工。BIM技術的應用可以幫助工程人員科學計算與分析工程量。BIM軟件會對這些信息進行匯總與統計，并進行報表輸出，而工程人員只需對這些輸出信息進行核對即可，這樣可以使工程量的計算與匯總效率得到極大提高，更重要的是能夠有效避免計算錯誤的發生。同時，BIM信息共享板塊，可以使工程設計理念得到更加明確的體現，進而使工程人員對設計人員的設計要求有更加充分的理解，從而保障整個工程項目的有序開展。

四、結語

綜上所述，在科技的帶動下，BIM技術正逐漸被引入鋼結構工程中。BIM技術的應用使鋼結構工程建設中存在的各種問題得到了有效解決，工程的施工質量及效率也得到了極大提升。對于鋼結構工程人員來說，需要充分認識BIM技術的應用價值，積極總結其在鋼結構工程中的應用經驗，了解工程應用過程中存在的不足，并加以改進，這樣才能最大限度地發揮BIM技術在工程領域的應用價值。

參考文獻：

[1]陳家帥.試析BIM技術在鋼結構施工管理中的應用[J].居舍，2019（34）：150.

[2]壯真才.BIM技術在鋼結構施工管理中的應用[J].建筑技術開發，2016，43（9）：81-82.

[3]賀林貴.BIM技術在建筑工程結構設計中的應用研究[J].中國住宅設施，2019（10）：50-51.

（責任編輯：董維）