孫善乾（南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇　南通　226010）

鋼結(jié)構(gòu)BIM的理論與應(yīng)用

孫善乾
（南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇南通226010）

摘要：BIM的應(yīng)用降低了建筑業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高了建設(shè)的效益，其在鋼結(jié)構(gòu)建筑物設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用能使工程項(xiàng)目建設(shè)做到“萬(wàn)事俱備”，BIM利用現(xiàn)代科技科學(xué)的建立鋼結(jié)構(gòu)三維模型，真實(shí)的展現(xiàn)出建筑物的結(jié)構(gòu)、輪廓等等，預(yù)防了建筑風(fēng)險(xiǎn)，使鋼結(jié)構(gòu)施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能得到很好的掌控，確保了鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)施工的工程質(zhì)量和效益。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；BIM技術(shù)；理論；應(yīng)用

0　引言

BIM是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱(chēng)，其核心就是通過(guò)數(shù)據(jù)信息建立實(shí)體的三維模型，并能通過(guò)相關(guān)模型研究建筑物的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)固性等。鋼結(jié)構(gòu)是當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)的主要形式之一，它的獨(dú)特性滿(mǎn)足了當(dāng)代人對(duì)藝術(shù)、美感、空間等方面的追求，鋼結(jié)構(gòu)中BIM的應(yīng)用集幾何學(xué)、空間關(guān)系、地理信息等為一體，通過(guò)信息集合建立工程數(shù)字模型，對(duì)建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)進(jìn)行科學(xué)的模擬，使建設(shè)施工做到胸有成竹。

1　鋼結(jié)構(gòu)BIM的理論

BIM可將建筑物個(gè)階段的運(yùn)作形成模型信息，對(duì)于各階段流程進(jìn)行預(yù)測(cè)，建立可視的、可協(xié)調(diào)、可優(yōu)化的整體數(shù)據(jù)模型，使各施工各階段的工作能夠緊密銜接，信息交流更加準(zhǔn)確、通暢，提高了工程建設(shè)的效率和質(zhì)量?，F(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中，充分的應(yīng)用了BIM的技術(shù)理論，第一，BIM技術(shù)的可視性，可形成鋼建筑物的實(shí)體三維圖形，能直觀的看到建筑物的整體面貌，并能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)固性、安全性等做出評(píng)估。第二，BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性增強(qiáng)了各個(gè)部門(mén)人員之間的溝通效果，更有利于相關(guān)人員直接、形象的表達(dá)自己的思路、觀點(diǎn)等，使鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中的各種問(wèn)題的溝通更為全面、準(zhǔn)確，提高了問(wèn)題解決的效率，提升了工程效益。第三，BIM技術(shù)的模擬性可真實(shí)的體現(xiàn)建筑物的外在、內(nèi)在特點(diǎn)，相關(guān)人員可結(jié)合三維圖形對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化、改進(jìn)。使復(fù)雜、繁瑣的工程在現(xiàn)代科技的支持下更為完善、可靠，降低施工的難度，準(zhǔn)確把握施工的銜接，以提高施工的速度和效益。

理論上，鋼結(jié)構(gòu)BIM技術(shù)的應(yīng)用可分為四個(gè)階段，第一階段，規(guī)劃階段，形成工程的大概思路，對(duì)工程場(chǎng)地進(jìn)行策劃、分析，并應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行工程的性能預(yù)測(cè)、估算工程成本；第二階段，設(shè)計(jì)階段，這一階段的重點(diǎn)是方案的論證和設(shè)計(jì)的初步形成，通過(guò)可視化設(shè)計(jì)直觀的參考、分析工程情況，協(xié)調(diào)各方意見(jiàn)，對(duì)工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析工程性能分及管線設(shè)計(jì)等；第三階段，施工階段，建立施工進(jìn)度模擬，將施工環(huán)節(jié)數(shù)字化、直觀化，并對(duì)施工進(jìn)行物料跟蹤，建立施工組織模擬，提高施工現(xiàn)場(chǎng)配合效率，確保工程的按時(shí)、按質(zhì)完工；第四階段運(yùn)維階段，這一階段的重點(diǎn)是對(duì)建筑物的維護(hù)管理，應(yīng)用BIM技術(shù)建立工程的空間管理模型，并對(duì)建筑物的可能的災(zāi)害進(jìn)行分析、研究，建立災(zāi)害的預(yù)防、應(yīng)急模式，以提高工程的應(yīng)用效益?？傊珺IM理論就是將工程的各個(gè)環(huán)節(jié)以數(shù)據(jù)信息的形式模擬出來(lái)，形成虛擬的建設(shè)施工過(guò)程，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)可能存在的問(wèn)題進(jìn)行細(xì)化、深化，盡可能避免實(shí)際施工中的問(wèn)題，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，提高施工效益。

2　鋼結(jié)構(gòu)BIM的應(yīng)用

2.1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與BIM應(yīng)用的結(jié)合

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用BIM可將土建設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等綜合化，形成系統(tǒng)的工程實(shí)際模型，且設(shè)計(jì)模型形象、逼真、易于改動(dòng)。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，先建立BIM模型，導(dǎo)入軸線體量，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)，將工程桿件、節(jié)點(diǎn)連接等的尺寸、材質(zhì)、密度、造價(jià)等參數(shù)化。在建立局部整體模型，制作建筑物的立面圖，在結(jié)合局部模型建立工程的整體結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)可視化、數(shù)據(jù)化對(duì)工程進(jìn)行虛擬建造，并模擬現(xiàn)場(chǎng)施工管理、安全監(jiān)控管理等，使每一個(gè)流程都以計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來(lái)，盡可能消除工程建設(shè)過(guò)程中的誤差。例如，電腦預(yù)拼裝前，應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)工程所用桿件、節(jié)點(diǎn)連接、螺栓、焊縫等進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，形成相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建工程三維模型，形成工程的整體模型。在模型演示中，所用材料、建筑物結(jié)構(gòu)等與真實(shí)的工程建筑都是一致的，如桿件斷面尺寸、桿件相交角度等都是對(duì)真實(shí)情況的客觀反映，對(duì)于工程的桿件連接點(diǎn)，構(gòu)造、加工和安裝等三維模型也是有所反應(yīng)的，就連材料清單、構(gòu)建清單等也能通過(guò)BIM技術(shù)生成，相關(guān)人員還可應(yīng)用BIM軟件對(duì)生成圖紙進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合三維模型的校核、審查等消除工程施工誤差，使鋼結(jié)構(gòu)BIM模型成為工程加工安裝的輔助數(shù)據(jù)，指導(dǎo)工程施工合理、安全進(jìn)行，確保工程質(zhì)量。

2.2鋼結(jié)構(gòu)施工與BIM應(yīng)用的結(jié)合

鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)建筑以鋼材為主要材料進(jìn)行建設(shè)，前期工作做好后施工方便、快捷，相對(duì)與傳統(tǒng)建筑形式其施工速度可謂神速，建筑工期超短，建筑質(zhì)量有保障。鋼結(jié)構(gòu)施工中BIM的應(yīng)用為施工提供了直觀、便捷、準(zhǔn)確的參考，結(jié)合BIM生產(chǎn)的施工詳圖（其中包含布置圖、構(gòu)件圖、零件圖等）構(gòu)建施工模型，進(jìn)一步深化施工設(shè)計(jì)，導(dǎo)出工程過(guò)程算量，然后進(jìn)行實(shí)體模型的搭建，將施工的每個(gè)環(huán)節(jié)都推測(cè)到萬(wàn)無(wú)一失。同時(shí)，發(fā)揮BIM技術(shù)對(duì)施工的可視動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，隨時(shí)注意施工施工數(shù)據(jù)的采集，確保信息交流的暢通，將施工情況通過(guò)可視化顯示子系統(tǒng)顯示出來(lái)，此外，應(yīng)用BIM的安全預(yù)警子系統(tǒng)對(duì)施工中的安全管理進(jìn)行檢測(cè)，即使工程交工后，BIM技術(shù)也能對(duì)建筑物服役期間的應(yīng)力應(yīng)變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為鋼結(jié)構(gòu)工程施工前、施工中、施工后提供了全方位的服務(wù)，提高了工程建設(shè)效率及質(zhì)量。

3　結(jié)語(yǔ)

BIM理論與應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)在于能夠讓人直觀的看到工程結(jié)果，并對(duì)工程過(guò)程有一個(gè)詳盡的掌握。BIM的理論發(fā)展和應(yīng)用符合我國(guó)信息化發(fā)展的總體要求，其應(yīng)用存在著巨大潛力，是當(dāng)前工程項(xiàng)目管理的核心技術(shù)之一，通過(guò)建模、出圖、渲染等實(shí)現(xiàn)工程的協(xié)同管理，促進(jìn)設(shè)計(jì)部門(mén)與施工部門(mén)的信息交流，提高了施工的安全性、可靠性及效益。只是當(dāng)前BIM理論與應(yīng)用存在著一些缺陷，影響了其在工程項(xiàng)目建設(shè)中作用的發(fā)揮。例如，BIM數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，造成了數(shù)據(jù)交換難、信息溝通難的現(xiàn)象，致使相關(guān)人員的溝通存在一定阻礙，即便如此，我國(guó)的BIM技術(shù)仍然發(fā)展迅速，已是當(dāng)前工程項(xiàng)目管理的核心技術(shù)，并隨著建筑業(yè)的發(fā)展，相關(guān)的理論在實(shí)踐中不斷完善，其應(yīng)用效率會(huì)不斷的提高，應(yīng)用范圍也必將更加廣泛。

參考文獻(xiàn)：

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[2]閆勇,卜祥英.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)廠房中的實(shí)踐應(yīng)用[J].建材世界,2014(03):78-80.

作者簡(jiǎn)介：孫善乾（1972—），男，山東濟(jì)寧人，本科，副教授，研究方向：金屬材料、鋼結(jié)構(gòu)(海洋工程)建造技術(shù)。