BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程施工中的應用解析

于淑平

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)工程由于其行業(yè)特殊性，比如工廠制造與現(xiàn)場安裝管理的難度大、勞動強度大以及勞動成本大等現(xiàn)實狀況，使得BIM技術(shù)的應用迫在眉睫、但同時其空間布置以及結(jié)構(gòu)體系的復雜性，又使得BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應用難度較大，所以對BI11I技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應用研究很有必要。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；鋼結(jié)構(gòu)；應用

1在鋼結(jié)構(gòu)施工中運用BIM技術(shù)的重要性

在建筑行業(yè)的快速發(fā)展下，BIM技術(shù)也得到了廣泛的運用，并成為了建筑行業(yè)中比較關(guān)注的技術(shù)之一。目前一些企業(yè)已經(jīng)開始對BIM技術(shù)進行創(chuàng)新，希望找出更大的利用價值。但是受到軟件功能等方面的影響，在完成有BIM模型建立后還需要借助繪制激活時CAD圖紙來為工程提供幫助。但是從實際上來說，這種方法與BIM理念是背離的，也難以發(fā)揮出提升效果的作用。鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計與加工等環(huán)節(jié)之間有著極為密切的聯(lián)系，所以在軟件功能上還是比較成熟的，所以也就可以從在這一層面上來進行。其次，從研究中發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的主要問題就是信息傳遞效果上的不足，所以在BIM技術(shù)的參與下，能夠深化好設(shè)計，完善制造過程，實現(xiàn)信息上的有效處理，解決現(xiàn)場中存在的管理問題。在鋼結(jié)構(gòu)工程中，企業(yè)承擔了深化設(shè)計與構(gòu)件制造的工作，同時也需要承擔現(xiàn)場安裝工作等。作為鋼結(jié)構(gòu)工程中的重要環(huán)節(jié)，要做好信息的處理與收集工作。鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的高低直接受到了深化設(shè)計與精度加工制造等方面的影響，所以在實際中要求企業(yè)要運用好BIM技術(shù)，以此來滿足工程施工建設(shè)管理的要求。

2BIM技術(shù)特點

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(shè)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(jù) BIM 技術(shù)展示出的問題，實現(xiàn)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。

2.1三維動態(tài)模型

三維建筑信息模型是建筑行業(yè)的第三次革命，通過模型直觀的反映出建筑全貌、結(jié)構(gòu)特點和建筑特點，將二維平面轉(zhuǎn)化為三維空間，這在項目管理前期的項目策劃階段和施工階段以及后期運維階段的作用都非常大。通常施工現(xiàn)場人員在拿到施工圖之后，經(jīng)過研讀圖紙中各種線條繪制所表達的內(nèi)容，只能在大腦中將平面圖紙進行拉伸還原三維的結(jié)構(gòu)原貌。利用BIM技術(shù)提供的可視化三維信息模型可高效解決在項目決策及施工組織設(shè)計階段中容易忽視和判斷錯誤的關(guān)節(jié)施工節(jié)點，也大大降低了技術(shù)交底時的時間成本。

2.2動畫仿真模擬

動畫仿真模擬是BIM技術(shù)一大特色功能，不僅可以模擬項目建筑的施工過程，而且涵蓋了項目施工管理從初步設(shè)計到后期啟用和運維階段全過程的仿真模擬。在項目施工準備階段進行4D動畫模擬，也就是三維模型再加上項目的進度時間，根據(jù)施工組織設(shè)計模擬實際施工，制定更加合理的施工方案。在4D模擬的基礎(chǔ)之上加入成本、預算的信息，形成5D模型，對項目全生命周期進行成本控制；運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式。

2.3整合優(yōu)化

BIM技術(shù)可以做到將建筑項目中各專業(yè)設(shè)計，材料生產(chǎn)、加工、運輸，施工，運維等階段整合并進行不斷地優(yōu)化調(diào)整。在信息化時代下由BIM進行的大數(shù)據(jù)優(yōu)化比起傳統(tǒng)人為管理和協(xié)調(diào)更加有效、快捷。

3鋼結(jié)構(gòu)工程中BIM技術(shù)的應用

我國現(xiàn)階段建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計能力和施工技術(shù)都逐漸成熟，隨著鋼結(jié)構(gòu)工程形式的應用范圍不斷擴大，建筑工程中對于使用鋼結(jié)構(gòu)的功能要求也逐漸復雜。工程建筑的施工規(guī)模不斷增大，結(jié)構(gòu)整體形式越發(fā)復雜，這使得工程項目施工的安裝管理工作越來越困難。并且在鋼構(gòu)件制作和連接過程中，經(jīng)常會因為各個部門在設(shè)計和施工過程中的不及時溝通，往往會造成構(gòu)件制作不合理需要進行重新設(shè)計修改的情況；同時因為在工程中技術(shù)人員要確保圖紙信息和工程設(shè)計方案的一致性，需要對圖紙上的每個信息進行核對檢查，導致總體工程任務量變大。鋼結(jié)構(gòu)工程中通過對BIM技術(shù)信息共享、數(shù)據(jù)檢測功能的應用，可以很大程度上對工程的整體效率進行提升，并且可以在一定程度上對工程項目管理方法進行改善，而鋼結(jié)構(gòu)工程中BIM技術(shù)的應用有以下幾方面特點。

3.1建立模型速度快

因為所有鋼構(gòu)件使用的材料、所處位置、選用的截面形式和構(gòu)件部位加工的信息都儲存在鋼構(gòu)件數(shù)據(jù)庫中，所有BIM技術(shù)使用過程中會采用三維模型的方式進行模型建立，為施工人員提供構(gòu)件組合成體，方便施工人員對構(gòu)件的安裝，同時也對項目的后期管理和施工統(tǒng)計提供有價值的資料。

3.2通過三維模型進行整體分析

通過對模型施加合適的外部荷載，對建筑進行結(jié)構(gòu)受力實驗，結(jié)合軟件分析后的數(shù)據(jù)進行文本結(jié)果和相關(guān)圖像輸出，對建筑結(jié)構(gòu)合理性進行判斷。而且應用不同類型的BIM軟件可以對輸出結(jié)果進行多方面對接分析，經(jīng)過技術(shù)人員反復驗證輸出數(shù)據(jù)和結(jié)果，判斷鋼構(gòu)件的準確性能。

3.3軟件自動成圖和細節(jié)設(shè)計

技術(shù)人員利用系統(tǒng)中的圖紙管理器對全部施工圖紙進行類別、功能和用途的快速分類，方便繪制人員對全部工程圖紙進行管理。這樣可以大大減少繪圖人員繪圖時間，并且可以更好的提高圖紙精確度。設(shè)計人員在構(gòu)件細節(jié)節(jié)點處進行尺寸初值的輸入，根據(jù)系統(tǒng)中預設(shè)好的節(jié)點運算運行參數(shù)設(shè)定，通過BIM軟件完成節(jié)點預設(shè)要求的節(jié)點拼裝工作，通過軟件對模型細節(jié)進行不斷加工處理，提高模型細部結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，使其更符合工程實際情況；還可以通過軟件的自定義節(jié)點工作對構(gòu)件復雜的空間關(guān)系簡化處理，提高節(jié)點制作和施工時的精準程度。

3.4工程量的統(tǒng)計和投標的展示

因為鋼結(jié)構(gòu)工程中使用的原材料種類繁多，需要對截面形式和構(gòu)件類型進行區(qū)分。使用人員可以在建模初期對模型進行相應工程量的分析，在軟件運行通過后再進行統(tǒng)計信息的匯總，利用軟件報表輸出功能對輸出信息進行核對分類，降低工程計算錯誤率和工程匯總工作的工作量。另外BIM信息共享功能的應用，可以方便招投標雙方更好的對工程項目設(shè)計理念進行把握，了解施工過程中項目設(shè)計的要求。

3.5碰撞實驗的檢測

鋼結(jié)構(gòu)工程中節(jié)點復雜多樣，在進行實際施工過程中難免會因為施工技術(shù)的原因產(chǎn)生節(jié)點零件之間的碰撞和混凝土組合部分與管道搭接時發(fā)生的碰撞。通過使用軟件中模型的碰撞檢測功能，可以在施工之前對建筑工程整體節(jié)點和結(jié)構(gòu)的安裝進行科學合理的實驗布置，通過軟件的模擬實驗功能可以對整體工程中節(jié)點和結(jié)構(gòu)進行合理性的檢測，保障工程實際施工中不會出現(xiàn)構(gòu)件相互碰撞的問題，加快工程整體施工安裝效率。

4結(jié)語

BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應用，可以實現(xiàn)精細化設(shè)計與精細化檢驗，從而保證了精細化施工，再加上BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程管理上的應用，使得鋼結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)效率得到了進一步的提升隨著BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的應用和普及，BIM找術(shù)一定會給工程領(lǐng)域帶來一次徹底的革命：

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（作者單位：中建二局安裝工程有限公司）