BIM技术在钢结构工程施工中的应用解析

高山

摘 要 钢结构工程由于其行业特殊性，比如工厂制造与现场安装管理的难度大、劳动强度大以及劳动成本大等现实状况，使得BIM技术的应用迫在眉睫，但同时其空间布置以及结构体系的复杂性，又使得BIM技术在钢结构工程中的应用难度较大，所以对BIM技术在钢结构工程中的应用研究很有必要。

关键词 BIM技术;钢结构工程;施工应用

导言

随着我国社会的不断发展和工业水平的不断提高，对建筑工程的要求也越来越高，各种钢结构建筑工程也越来越多。由于钢结构工程的特殊性，其对施工工艺往往有非常高的要求，施工难度往往较大，施工的危险性较高。为了有效解决这个问题，可以将BIM技术有效应用在钢结构工程中，不仅可以提高施工效率、施工的质量，让钢结构的设计更加合理，还可以有效提高施工的安全性。

1钢结构工程的特点

首先，由于钢结构工程所使用的钢材具有强度高、塑性和韧性好的特点，从而使得钢结构相比较于用混凝土、砖石和木材等建筑材料建造的其他结构，特别是钢筋混凝土结构的重量要轻许多，尤其在大面积和大跨度的结构中，钢结构工程的这一特点较为明显。

其次，由于钢结构工程所使用的钢材相比较其他材料，内部结构比较均匀，使得其在结构中的受力情况与计算模型比较接近，这样就有利于人们对钢结构的分析与研究，从而使得钢结构工程相比较于其他结构具有较高的可靠度，最终使其能较好地满足人们对建筑物的各种功能要求，特别是对建筑物的抗震要求[1]。

最后，由于钢结构工程所使用的钢材目前都已普遍采用工厂化制作，将结构中所需要的构件轧制成各种型材，使得其构件的尺寸规格能够统一，便于人们对构件的制作与加工。当然，钢结构也有其缺陷，比如易腐蚀、易锈蚀、耐火性差等，但随着科技的进步，人们正在努力改进与克服这些不足与问题，从而使钢结构越来越具有更高的可靠度。

2BIM技术分析

BIM是指建筑信息模型，是一个应用平台，可将建筑工程的整个生命周期纳入到管理过程，借助有效建筑模型模拟，可对具体设计部分和施工部分进行控制，并完成碰撞检测、能耗分析和施工问题模拟。并根据BIM技术展示出的问题，实现对建筑工程问题的处理，从而达到提升建筑工程整体可靠性的目的。

具体BIM技术的作用如下：①构建三维建筑模型。结合建筑模型设计者能够对钢结构的碰撞进行检测，结构构件的安装分析和建筑整体能耗的研究，并根据这些内容完成对钢结构工程的结构优化设计，尽可能保障设计合理与可靠;②实现施工信息共享。借助BIM技术构建的BIM平台，能够将不同专业信息进行共享，在提升信息流通能力的基础上，还可以实现对施工中各项数据信息传递，优化设计更改流程，提升施工数据分享，进而提升施工管理的效果;③优化钢结构预制件。具体钢结构施工中，预制件作用明显，为了保障预制件的质量，借助BIM技术的信息共享功能，预制件制造企业在获取足够钢结构預制件生产信息的基础上，展开预制件的生产，确保了生产的效率和生产的质量[2]。

3BIM技术在钢结构工程中的应用

钢结构工程的设计能力和施工技术都日渐成熟，钢结构形式的应用范围日益广泛，进而对钢结构工程的使用功能要求在逐年提高。工程的建筑规模在逐步扩大、结构整体形式又越发复杂，工程的项目施工安装管理工作就变得越发困难。并且钢构件在制作和连接过程中，由于各部门在设计和施工过程中沟通不及时，往往存在返工重新设计修改的情况;钢结构节点详图数过大，对于每张图纸上的每条信息和每个数据都需要工程技术人员逐一核对检查，以确保图纸上信息与最终的设计方案是一致的，这样导致工程总体工作量十分巨大。应用BIM技术的信息共享、数据检验功能，可以提升工程的整体效率、改善当前工程项目管理方法，一些工程问题便迎刃而解。

BIM技术在钢结构工程中的应用，有如下特点。①模型快速建立：BIM技术采用三维模型，因为每个钢构件所选用的材料、构件所处的位置、构件选用的截面形式和构件加工的部位等信息都在该构件的信息库中有存储，整个建模过程结束以后，操作人员可以按结构实际需要将各构件组合成体，为后期的项目管理和施工统计上提供方便;②结构三维模型分析：对整体模型施加外部荷载作用，运行结构受力检验，在软件运行分析后可以把分析得出的文本结果和相关图像输出，通过关键数据及反应谱颜色上判断结构合理性，而且输出的结果可以应用到不同类型的BIM软件上进行对接分析，可以反复多样验证输出的分析数据和结果是否准确;③细部设计与自动成图：用户可以利用软件中的图纸管理器功能按类别、用途、功能快速分类各种图纸，方便绘制人员对各类工程图纸管理，这样既可以缩减绘图时间，又可以提高图纸的精准度。用户在细部节点中输入尺寸初值，根据在节点数据库中已经预设好的运行参数，BIM软件将按照节点的预设要求来完成节点的拼装成型，通过软件不断加工处理，可以提升模型细部设计的质量，更符合实际情况;还可以利用软件的自定义节点功能把构件的复杂空间关系简化处理，以能够提高节点处在制作加工时以及现场安装时的精度要求;④统计工程量与展示投标：在统计工程量时，由于钢结构工程中使用的各类材料品种繁多，需要区分截面形式和构件类别。用户可以在建模初期为模型分类定义相应的工程量信息，在运行合格后再一并汇总各项需要统计的信息，利用软件报表输出功能预先设置要相应部分欲输出核对的信息分类输出，这样既能降低错误率，还能缩短工程量的汇总时间。另外应用BIM技术的信息共享功能，可以方便招投标双方更好地把握项目的设计理念，了解在日后施工过程中的相互联系，互提建议和要求;⑤碰撞检测：钢结构工程中的节点是复杂多样的，实际工程安装过程中可能会出现节点零件之间发生碰撞，与混凝土组合部分或与管道搭接时也有可能发生碰撞。应用软件的对碰撞检测功能，可以检测全工程结构及节点的合理性，工程整体施工安装的效率会有明显提高。

4结束语

BIM技术在钢结构工程中的应用，将确保施工的精细化进行，在设计与检验过程中照比以往应用的技术会有明显进步，钢结构工程的建设效果和施工效率都会得以显著提升。怎样能有效利用BIM技术提高工程质量、提升信息传递效率也将成为今后BIM技术在钢结构工程中应用发展的努力方向。

参考文献

[1] 赵金龙.BIM技术在钢结构工程建设阶段的应用[D].长春：长春工程学院，2016.

[2] 黄子浩.BIM技术在钢结构工程中的应用研究[D].广州：华南理工大学，2013.