BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用浅述

李莉

摘要：BIM技术将建筑模型和数据信息化紧密结合，使专业技术人员可以正确理解和第一时间处理相关建筑数据信息，使工程建设的效率和安全质量显著提升，不仅降低了工程建设成本，还极大地促进了建筑业的健康发展。深入分析探讨BIM技术为其在钢结构工程施工阶段的运用提供更可靠的帮助，充分发挥BIM技术在钢结构工程施工阶段的运用价值。

关键词：BIM技术，建筑钢结构，施工，应用

一、BIM技术分析

针对BIM技术揭示的问题，及时制定科学适当的方法措施解决出现的问题，从而使建筑工程整体更加可靠。BIM技术的具体功能如下：（1）建立4D建筑模型。利用4D建筑模型，设计人员可以检验测试钢结构的碰撞性能，分析结构构件的安装，研究建筑工程的整体能耗，并针对这些内容完成钢结构工程的结构最优化设计，从而最大程度保证设计的科学合理可靠。（2）实现施工信息共享。利用BIM技术构建的BIM平台可以共享不同的专业信息。在提高信息流通能力的条件下，还能够实现施工过程中各种数据信息的传输，优化设计变更程序，改善施工信息数据的共享，进一步提高施工有效管理的效率。（3）优化钢结构预制件。在混凝土钢结构的施工过程中，具体的预制构件发挥着显著的作用。为了保证预制构件的安全质量，预制构件制造单位利用BIM技术的信息分享功能，在获得足够的钢结构预制构件生产数据信息的条件下，扩大预制构件的生产，从而使生产效率更高，产品质量水平更高。

二、BIM技术在钢结构工程施工阶段的应用

（一）深化设计中的应用

在深化钢结构工程设计的过程中，每项工作都需要具体细化，确保后续工作科学有效顺利地开展。同时，在钢结构工程的深化设计的时候，科学恰当使用BIM技术使全部过程所运用的各种软件（如星空计算机辅助设计、TeklaXsteel等）有效整合。在进行施工详图设计的时候，设计师通过可视化界面设计跟真实尺寸相当的三維模型，展示钢结构工程的所有情况。在3D建模时，设计师需要从各个角度检查测试设计过程中的不足。整个过程必须充分使用软件自身的检查测试功能，并利用软件的检查测试功能提示设计者，使设计者第一时间找到问题所在，从而及时解决问题，进一步增强设计的安全性和可靠性。建模工作完成后，有必要使用软件在无误差的条件下生成详细的全面的工程图纸，以确保它们可以完全满足工程的使用标准要求。

（二）在组件处理中的应用

1、BIM模型跟车间数控设备紧密合作，把BIM技术和现代电子信息技术软件紧密结合，形成先进数字化制造技术生产线。通用钢结构工程详细科学设计制造软件所运用的信息数据是高协调性、高精度、高一致性的施工信息模型中的设计依据，可以共享到相应的钢结构施工活动中。目前，生产管理软件可以导入到数控机床中，使数控机床能够完成零件的钻孔、切割、焊接等加工操作。这样，可以降低车间对零部件详图的要求。

2、使BIM软件能够自动整理出零件的尺寸、形状和特征数据信息，然后针对不同的材料和不同的板材规格标准对零件进行嵌套和分组，同时实现不同材料和板材规格零件的批量嵌套功能，有效提高了工作效率和自动化水平。组件嵌套排版完成后，BIM软件可用于生成项目排版部分的统计数据。

（三）在结构吊装中的运用

（1）利用4D模型模拟施工时间。在BIM平台的应用条件下，通过Teklastructure软件建立4D模型进行进度模拟，模拟履带式起重机、大型起重机等设备的位置和分工，以解决起重设备之间的干扰，确定项目所需起重设备的数量，有效控制项目成本。同时，利用施工模拟对施工进度进行科学合理优化，从而降低出错率，有效提高工程的经济效益。（2）利用4D虚拟设施推进管理技术。通过4D虚拟化，能够展示工程建设当中容易发生的危险，以便进行科学合理改进，制定科学高效的解决方法措施，优化工程建设方案，控制工程进度。与传统施工方法相比，BIM技术可用于指导工程施工，简化工程施工过程，有效提高工程施工效率。（3）利用BIM技术进行多方力量协调。施工期间把BIM技术运用在现场管理，可以减少空间冲突，设计科学合理的现场施工场所，进一步科学有效地保证建设工程的顺利施工。

（四）利用BIM技术的施工控制

基于BIM技术可缩短施工时间。由于BIM技术自身信息传递的高效性，因此其应用于钢结构建筑可在很大程度上节约施工时长。比如，传统设计出图中，一般由各个专业自行出图，上游专业若对本专业图纸进行修改就很有可能导致下游专业图纸的修改。这样一来工程作业量就会大大增加，造成不必要的浪费。而在应用BIM各专业可以将专业信息导入信息模型，若某一专业对信息模型进行修改则其他专业对应的信息也会自行修正，从而提高了审图、出图的效率，更好地为工程的开展提供高质量的保障。（2）基于BIM技术可减少施工风险。由于大型钢结构建筑结构复杂，且钢管种类繁多导致施工难度大，因此施工过程就会存在很多风险。传统二维图纸在实际测量和施工中存在一定的缺陷和不足，而BIM技术一旦运用到传统钢构建筑的施工中，这类问题就能得到很好的解决。基于BIM技术，可以通过施工模拟的方式把施工过程中潜在的危险体现出来，及时发现原设计中可能存在的安全隐患，从而制定合理且可实行的应对方案，以求降低实际施工的事故发生率给实际施工提供有力的安全保障。利用BIM技术建模其实就是在实际施工前的模拟，与实际施工基本没有差别。它可以对实际施工过程进行预演，从而提前对实际施工过程中可能会出现各种的问题给出解决方案。利用BIM技术能够尽可能规避施工过程中可能出现的大部分潜在问题。（3）基于BIM技术可减少施工成本。钢结构建筑所需钢材的采购成本、施工成本以及后期维修成本都高于传统钢筋混凝土建筑，这也是钢结构建筑在施工周期、结构强度和抗震能力等方面优于传统钢筋混凝土建筑，却不能得到广泛运用的原因之一。在运用BIM技术参与工程的设计后，就可以在工程设计阶段对该建筑的施工成本进行核算并进行评估，选择出最佳方案。例如，对部分跨度较大的钢构件，在安装的时候需要预先设置支撑点，以保证施工中的安全和施工质量。

三、建筑信息管理技术展望

目前，由于有关施工企业对BIM技术重视不够，自身技术也不够，BIM技术的使用和发展还处于低级阶段。可是，假若把BIM技术应用到当前钢结构工程建设中，能够很好地减小深化设计阶段的投资，很好地进行工程量预算，在不影响整体工程质量的条件下缩短施工时间，从而带来最佳的经济效益。而在随后的建设和管理中也能很好地降低信息传输过程中出错的概率。当前钢结构建设中的信息化不仅需要软件平台的建设，还需要施工设备和硬件的结合。然而，目前的信息模型与施工设备之间的信息数据连接还存在一些问题，在这一过程中还没有一个规范的参考标准。这些问题也对当前BIM技术的发展和应用产生了很大的影响，因此在此基础上制定标准化的数据接口尤为重要。

四、结语

把BIM技术运用于钢结构工程的施工阶段，可以有效保证施工质量，降低施工成本，有效提高施工人员的工作效率，成功完成钢结构工程的施工目标。为了充分发挥BIM技术在钢结构工程建设中的应用价值，必须积极加强BIM建模技术的开发和使用，针对工程建设具体情况科学高效地使用，从而有效提高钢结构工程的技术水平和管理水平。

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]王志鹏，王天嘉，杨鑫，等.大体量钢结构行走式塔吊施工工艺流程及操作要点[J].住宅与房地产，2018（27）：214.