芻議鋼結構建筑工程施工中的BIM技術

李 松

(山東中達聯工程咨詢有限公司，山東 濟南 250000)

新時期，建筑工程領域不斷涌進新技術、新工藝，很大程度上推動了我國建筑行業發展。其中BIM技術以其高效率、可視化、精準性等優勢成為當前建筑領域廣泛應用的現代化技術，在建筑領域應用中突顯出較大成效。將BIM技術融合到鋼結構建筑工程施工中，不僅可以提高施工效率，而且對抵御施工風險意義重大，是工程建設企業提高整體經濟效益，獲得長久發展的重要舉措。因此，通過本文對鋼結構建筑工程施工中的BIM技術的實際應用分析，希望可以更好地提高鋼結構建筑工程施工質量和水平。

1 BIM技術特征與優勢分析

BIM(Building Information Modeling)，即建筑信息化模型，也是一個信息化平臺。深入分析BIM技術可知，在建筑領域中的應用并非簡單的數字信息組織連接，而是一種高效應用數字信息，并在建造、設計、管理等方面發揮數字化優勢的新技術。應用BIM技術可以將工程各類信息、周期等關鍵內容輸入其中，從而實現對模型的控制與調整，合理把控好工程進度，也可以為相關檢測提供支持。在BIM技術作用下，可以充分發揮出信息完備性、信息一致性、信息關聯性、可視化、優化性、協調性、模擬性、可出圖性等優勢，從根本上轉變傳統工程管理實踐中存在的各類問題[1]。

1.1 可視化

在鋼結構建筑工程施工設計中應用BIM技術，可以完整的呈現出鋼結構3D效果模型，如圖1所示。相關工作人員可以通過3D效果模型圖更加直觀地看到鋼結構中各零部件信息、具體位置等內容。而且依托3D效果模型，能夠幫助施工人員深入了解鋼結構不同部位詳細情況，從而有效避免平面圖紙上容易忽視的節點。施工單位借助3D效果模型，使得施工項目更加可視化，有助于各類數據的獲取與調整，對后續施工順利開展具有重要作用。

1.2 模擬性

模擬性，也是BIM技術應用于鋼結構建筑工程施工中非常明顯的特點。簡單說，工程相關工作人員可以運用BIM技術，將鋼結構建筑工程施工各道工序進行模擬，找出各部分、各環節可能存在的隱蔽工程及問題，而后與一線施工人員、技術人員等進行技術交底，制定出科學合理的施工方案，為后續施工順利開展提供保障。通過這種工程施工模擬，可以幫助施工人員清晰了解并掌握復雜鋼結構建筑工程施工內容，為后續施工實踐提供參考，做到提前預知、主動規避，從而提升工程施工效率，更好提升施工整體質量。

1.3 協調性

BIM技術應用下，能夠為施工單位獲取、匯總、整理鋼結構建筑工程中各種數據信息，并以3D視圖方式呈現，為工程技術人員了解整個鋼結構情況提供支持，在BIM技術作用下，可以有效減少施工時間，節約更多儲存空間。由于鋼結構工程施工過程較為復雜，必須保證所有施工，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環節達到工程質量要求。合理利用BIM技術提升工程管理的協調性，避免各個環節矛盾與沖突，促使相關工作人員可以相互合作，共同助力工程建設效率與質量[2]。

1.4 較高經濟效益

在鋼結構建筑工程施工中有效運用BIM技術，可以提高整體施工效率與質量，并對施工現場各部分實施有效的協調，有助于提高管理科學性、有效性，使得施工人員、施工設備等得到合理管控。如此有助于減少資源浪費，切實提高工程建設經濟效益。

3 鋼結構建筑BIM構建

應用BIM技術構建鋼結構建筑的模型，能夠直觀的反映出該項目建設基本情況，從而及時發現不足，并加以優化、調整。在具體構建模型過程中，工作人員必須借助計算機平臺，完成鋼結構各部分的拼裝，包括其中重要的節點信息，分析確認無誤后將其輸入到模型平臺中，由此得到鋼結構建筑3D模型，確保其與實際建設后的建筑各部分要求保持一致。若是發現存在問題，可以第一時間組織設計單位合理調整圖紙內容，同時施工單位也可以制定好易發問題預案與緊急處理措施，確保后續施工遇到突發情況時可以進行有效處理，合理降低施工安全風險。

3.1 構建施工圖

構建鋼結構建筑工程施工圖時，技術人員需要根據軸線布置、搭建桿件等關鍵點進行構建，可以使用CAD軟件布置中單線。同時，技術人員還需要詳細地校驗、檢查施工重點位置，確保軟件導出的數據滿足鋼結構施工設計要求和標準，進而為后續施工安裝提供參考，以此提升施工精確性。在此基礎上，技術人員需要構建出軸線系統，主要借助該系統反映出工程部分截面情況，并明確相關幾何參數[3]。此外，在構建基本三維實體模型后，還需要結合鋼結構建筑工程實際情況，對其中的細節部分進行編輯并做好標注。

3.2 分析設計圖紙

完成施工圖構建后，工作人員還需要進一步分析圖紙，包括桿件連接、構造、加工等內容，以此豐富、充實模型內容，在此基礎上詳細分析各個節點的具體裝配。由此便可以參考工程條件、現場拼裝、土建等方面的具體情況，制定科學合理的施工方案。

3.3 進行碰撞校驗

在鋼結構建筑工程施工中，應用BIM技術可以幫助建筑內部相關設施構建良好的施工建設環境，而在工程實際施工建設過程中，容易發生管道交叉、碰撞等情況，不僅會影響施工進度，而且也會造成諸多質量問題。為此，有必要運用BIM技術對建立起來的模型實施整體檢驗。通過碰撞校驗，及時發現各裝配環節存在的問題，主要就是運用BIM技術實施碰撞控制。借助該系統，工作人員可以詳細列出各節點的碰撞系數，為工程設計人員提供參考，為施工模型優化與調整提供支持，從而保證在后續施工建設中減少誤差問題[4]。

3.4 3D實體模型出圖

BIM技術的應用，可以有效發揮建模軟件當中的圖紙出圖功能，可以針對性的調整其施工圖紙，主要針對具體細節進行優化，確保后續工程項目施工、安裝準確性?？梢詫⒕唧w的工程量輸入軟件中，進一步明確各環節的施工參數，而后按照圖紙具體編號，使得施工人員可以明確構件、節點情況。表1為某鋼結構建筑工程16/17#廠房工程量統計，圖1 為部分鋼結構施工模型圖。

表1 某鋼結構建筑工程16/17#廠房工程量統計(部分)

4 建筑鋼結構施工中BIM技術的具體應用

4.1 鋼結構設計階段

一方面，復雜節點優化中BIM技術作用得以凸顯。在鋼結構建筑工程中，往往需要使用大量的支撐、檁條等次構件，而且節點板有著多種形式，加之螺栓種類多，為保證后續施工順利進行、提高整體施工質量。設計人員可以借助Tekla軟件直接創建焊接、螺栓連接簡單節點，有效利用軟件中的節點類型，將對應的參數輸入進入即可，而后再明確主次構件。除此之外，針對一些較為復雜的節點、異形連接板的處理，可以引入參數化節點族，實現自主創建。在具體操作中，需要先繪制出螺栓、焊縫等主要的連接節點，而后將相關參數變量添加到處理單元中，明確好主次構件，如螺栓規格、構件角度等，此時特殊節點創建完成。

另一方面，BIM技術有助于進一步深化出圖，提高鋼結構安裝施工準確性。為此，工作人員可以利用Tekla軟件中已經建好的精細化模型，并導出可視化的施工圖，通過操作Tekla軟件，可以為施工人員呈現出平面、立面、剖面圖[6]，還有不同視角節點大樣圖，在此基礎上，合理選擇標注內容，比如螺栓數目、焊縫尺寸等，有助于提高施工出圖效率。此外，如果發生設計變更，只要調整模型構件參數便能快速重新出圖，為施工人員提供更加準確可靠的施工圖紙。

4.2 鋼結構施工階段

將BIM技術應用到鋼結構施工過程中，可以發揮該技術優勢，有效降低施工成本，同時也可以提高施工質量，科學把控好施工進度。從鋼結構建筑施工建設實際過程看，經常會受到外界因素的影響，導致整體施工進度超出預算，也可能是在安裝施工中，存在準確性問題。而引入BIM技術后，可以將施工模型導入Navisworks軟件中，采用動態化方式模擬出鋼結構施工方案，提高方案可視化，并依據此進一步規劃吊車、起重機等施工設備的運動路線，科學布置具體點位，確保施工順利開展，同時也可以針對主次結構設定好安裝順序，避免發生錯誤情況。與此同時，還要合理預留好臨時通道，確保施工步驟能夠有序落實，提高施工方案科學性、合理性，盡可能保證施工方案滿足各方需求，進而縮短施工工期。

4.3 鋼結構現場安裝

鋼結構建筑工程施工過程中，必須確保鋼結構設計科學合理，嚴格按照規定安裝，從而確保安裝精度。分析可知，在安裝施工過程中，不同作業人員自身的經驗和技術存在一定差異，如果安裝中只憑借經驗和能力，會給安裝施工帶來諸多隱患，對此，可以利用BIM技術為施工人員展現3D立體模型，并借助計算機系統模擬安裝施工整個過程，進一步提高施工安裝操作準確性。借助BIM技術的4D仿真技術，真實模擬出鋼結構安裝過程中，可以進一步明確安裝要點，規范安裝操作，對提高安裝施工質量，提高安裝效率具有重要作用。

4.4 鋼結構運營階段

BIM技術同樣可以應用到鋼結構建筑工程運營中，可以有效的延長運營周期。事實上，任何工程項目在實際運營中都需要投入較多成本，比如傳統建筑運營中，對于數據的采集主要由施工人員按照圖紙完成，這一過程中需要大量人力、物力、資金支持。但引入BIM技術后，可以更加系統化、全面化的掌控各項數據資料，不僅可以保證數據完整性，同時也可以結合工程項目具體狀況實施動態化管理，從而提高運營水平，使得建筑總體質量效果得到提升。在BIM技術應用中，更能提高企業經濟效益，主要是因為從資產管理、設備運維管理、空間管理、公共安全管理等方面入手融入BIM技術，可以幫助工作人員及時獲取有效數據，并以此為參考依據制定科學合理的運維計劃，使得工程各類資源得到高效利用，從而使得運營能力得到極大提升。除此之外，在鋼結構工程施工中運用BIM技術，可以有效發揮信息共享、數據檢測等功能，切實提高整個工程建設效率。對此，施工單位可以利用廣聯達BIMSD數字云平臺軟件，借此開展線上線下雙端施工數字管理，構建多方面、全方位的施工管理環境，明確要求將變更資料、圖紙資料、各類驗收單等文檔，及時上傳到管理平臺中，做好各類信息的歸檔處理，確保施工現場資料能夠與系統云端資料保持同步更新，而且使得工程項目資料庫和模型構件之間建立緊密聯系，為后續工程管理提供歸檔與實時反查的服務。在BIM技術作用下，可以促使工程施工各環節處于把控范圍內，確保施工進度正常進行，使得施工效率、施工成本、施工隱患等問題得到切實解決。

5 結語

將BIM技術應用到鋼結構建筑工程施工中，可以充分發揮其可視化、協調性、經濟性、模擬性等優勢。依托BIM技術，能夠實現對工程相關數據信息的共享、精細化管理，對提高施工效率、施工質量具有重要作用。為此，在鋼結構施工中必須有效運用BIM技術，發揮其優勢，全面推動建筑工程發展。