刍议钢结构建筑工程施工中的BIM技术

李 松

(山东中达联工程咨询有限公司，山东 济南 250000)

新时期，建筑工程领域不断涌进新技术、新工艺，很大程度上推动了我国建筑行业发展。其中BIM技术以其高效率、可视化、精准性等优势成为当前建筑领域广泛应用的现代化技术，在建筑领域应用中突显出较大成效。将BIM技术融合到钢结构建筑工程施工中，不仅可以提高施工效率，而且对抵御施工风险意义重大，是工程建设企业提高整体经济效益，获得长久发展的重要举措。因此，通过本文对钢结构建筑工程施工中的BIM技术的实际应用分析，希望可以更好地提高钢结构建筑工程施工质量和水平。

1 BIM技术特征与优势分析

BIM(Building Information Modeling)，即建筑信息化模型，也是一个信息化平台。深入分析BIM技术可知，在建筑领域中的应用并非简单的数字信息组织连接，而是一种高效应用数字信息，并在建造、设计、管理等方面发挥数字化优势的新技术。应用BIM技术可以将工程各类信息、周期等关键内容输入其中，从而实现对模型的控制与调整，合理把控好工程进度，也可以为相关检测提供支持。在BIM技术作用下，可以充分发挥出信息完备性、信息一致性、信息关联性、可视化、优化性、协调性、模拟性、可出图性等优势，从根本上转变传统工程管理实践中存在的各类问题[1]。

1.1 可视化

在钢结构建筑工程施工设计中应用BIM技术，可以完整的呈现出钢结构3D效果模型，如图1所示。相关工作人员可以通过3D效果模型图更加直观地看到钢结构中各零部件信息、具体位置等内容。而且依托3D效果模型，能够帮助施工人员深入了解钢结构不同部位详细情况，从而有效避免平面图纸上容易忽视的节点。施工单位借助3D效果模型，使得施工项目更加可视化，有助于各类数据的获取与调整，对后续施工顺利开展具有重要作用。

1.2 模拟性

模拟性，也是BIM技术应用于钢结构建筑工程施工中非常明显的特点。简单说，工程相关工作人员可以运用BIM技术，将钢结构建筑工程施工各道工序进行模拟，找出各部分、各环节可能存在的隐蔽工程及问题，而后与一线施工人员、技术人员等进行技术交底，制定出科学合理的施工方案，为后续施工顺利开展提供保障。通过这种工程施工模拟，可以帮助施工人员清晰了解并掌握复杂钢结构建筑工程施工内容，为后续施工实践提供参考，做到提前预知、主动规避，从而提升工程施工效率，更好提升施工整体质量。

1.3 协调性

BIM技术应用下，能够为施工单位获取、汇总、整理钢结构建筑工程中各种数据信息，并以3D视图方式呈现，为工程技术人员了解整个钢结构情况提供支持，在BIM技术作用下，可以有效减少施工时间，节约更多储存空间。由于钢结构工程施工过程较为复杂，必须保证所有施工，需要多种施工技术的共同协作才能顺利完成工程建设。传统的钢结构工程施工环节达到工程质量要求。合理利用BIM技术提升工程管理的协调性，避免各个环节矛盾与冲突，促使相关工作人员可以相互合作，共同助力工程建设效率与质量[2]。

1.4 较高经济效益

在钢结构建筑工程施工中有效运用BIM技术，可以提高整体施工效率与质量，并对施工现场各部分实施有效的协调，有助于提高管理科学性、有效性，使得施工人员、施工设备等得到合理管控。如此有助于减少资源浪费，切实提高工程建设经济效益。

3 钢结构建筑BIM构建

应用BIM技术构建钢结构建筑的模型，能够直观的反映出该项目建设基本情况，从而及时发现不足，并加以优化、调整。在具体构建模型过程中，工作人员必须借助计算机平台，完成钢结构各部分的拼装，包括其中重要的节点信息，分析确认无误后将其输入到模型平台中，由此得到钢结构建筑3D模型，确保其与实际建设后的建筑各部分要求保持一致。若是发现存在问题，可以第一时间组织设计单位合理调整图纸内容，同时施工单位也可以制定好易发问题预案与紧急处理措施，确保后续施工遇到突发情况时可以进行有效处理，合理降低施工安全风险。

3.1 构建施工图

构建钢结构建筑工程施工图时，技术人员需要根据轴线布置、搭建杆件等关键点进行构建，可以使用CAD软件布置中单线。同时，技术人员还需要详细地校验、检查施工重点位置，确保软件导出的数据满足钢结构施工设计要求和标准，进而为后续施工安装提供参考，以此提升施工精确性。在此基础上，技术人员需要构建出轴线系统，主要借助该系统反映出工程部分截面情况，并明确相关几何参数[3]。此外，在构建基本三维实体模型后，还需要结合钢结构建筑工程实际情况，对其中的细节部分进行编辑并做好标注。

3.2 分析设计图纸

完成施工图构建后，工作人员还需要进一步分析图纸，包括杆件连接、构造、加工等内容，以此丰富、充实模型内容，在此基础上详细分析各个节点的具体装配。由此便可以参考工程条件、现场拼装、土建等方面的具体情况，制定科学合理的施工方案。

3.3 进行碰撞校验

在钢结构建筑工程施工中，应用BIM技术可以帮助建筑内部相关设施构建良好的施工建设环境，而在工程实际施工建设过程中，容易发生管道交叉、碰撞等情况，不仅会影响施工进度，而且也会造成诸多质量问题。为此，有必要运用BIM技术对建立起来的模型实施整体检验。通过碰撞校验，及时发现各装配环节存在的问题，主要就是运用BIM技术实施碰撞控制。借助该系统，工作人员可以详细列出各节点的碰撞系数，为工程设计人员提供参考，为施工模型优化与调整提供支持，从而保证在后续施工建设中减少误差问题[4]。

3.4 3D实体模型出图

BIM技术的应用，可以有效发挥建模软件当中的图纸出图功能，可以针对性的调整其施工图纸，主要针对具体细节进行优化，确保后续工程项目施工、安装准确性。可以将具体的工程量输入软件中，进一步明确各环节的施工参数，而后按照图纸具体编号，使得施工人员可以明确构件、节点情况。表1为某钢结构建筑工程16/17#厂房工程量统计，图1 为部分钢结构施工模型图。

表1 某钢结构建筑工程16/17#厂房工程量统计(部分)

4 建筑钢结构施工中BIM技术的具体应用

4.1 钢结构设计阶段

一方面，复杂节点优化中BIM技术作用得以凸显。在钢结构建筑工程中，往往需要使用大量的支撑、檩条等次构件，而且节点板有着多种形式，加之螺栓种类多，为保证后续施工顺利进行、提高整体施工质量。设计人员可以借助Tekla软件直接创建焊接、螺栓连接简单节点，有效利用软件中的节点类型，将对应的参数输入进入即可，而后再明确主次构件。除此之外，针对一些较为复杂的节点、异形连接板的处理，可以引入参数化节点族，实现自主创建。在具体操作中，需要先绘制出螺栓、焊缝等主要的连接节点，而后将相关参数变量添加到处理单元中，明确好主次构件，如螺栓规格、构件角度等，此时特殊节点创建完成。

另一方面，BIM技术有助于进一步深化出图，提高钢结构安装施工准确性。为此，工作人员可以利用Tekla软件中已经建好的精细化模型，并导出可视化的施工图，通过操作Tekla软件，可以为施工人员呈现出平面、立面、剖面图[6]，还有不同视角节点大样图，在此基础上，合理选择标注内容，比如螺栓数目、焊缝尺寸等，有助于提高施工出图效率。此外，如果发生设计变更，只要调整模型构件参数便能快速重新出图，为施工人员提供更加准确可靠的施工图纸。

4.2 钢结构施工阶段

将BIM技术应用到钢结构施工过程中，可以发挥该技术优势，有效降低施工成本，同时也可以提高施工质量，科学把控好施工进度。从钢结构建筑施工建设实际过程看，经常会受到外界因素的影响，导致整体施工进度超出预算，也可能是在安装施工中，存在准确性问题。而引入BIM技术后，可以将施工模型导入Navisworks软件中，采用动态化方式模拟出钢结构施工方案，提高方案可视化，并依据此进一步规划吊车、起重机等施工设备的运动路线，科学布置具体点位，确保施工顺利开展，同时也可以针对主次结构设定好安装顺序，避免发生错误情况。与此同时，还要合理预留好临时通道，确保施工步骤能够有序落实，提高施工方案科学性、合理性，尽可能保证施工方案满足各方需求，进而缩短施工工期。

4.3 钢结构现场安装

钢结构建筑工程施工过程中，必须确保钢结构设计科学合理，严格按照规定安装，从而确保安装精度。分析可知，在安装施工过程中，不同作业人员自身的经验和技术存在一定差异，如果安装中只凭借经验和能力，会给安装施工带来诸多隐患，对此，可以利用BIM技术为施工人员展现3D立体模型，并借助计算机系统模拟安装施工整个过程，进一步提高施工安装操作准确性。借助BIM技术的4D仿真技术，真实模拟出钢结构安装过程中，可以进一步明确安装要点，规范安装操作，对提高安装施工质量，提高安装效率具有重要作用。

4.4 钢结构运营阶段

BIM技术同样可以应用到钢结构建筑工程运营中，可以有效的延长运营周期。事实上，任何工程项目在实际运营中都需要投入较多成本，比如传统建筑运营中，对于数据的采集主要由施工人员按照图纸完成，这一过程中需要大量人力、物力、资金支持。但引入BIM技术后，可以更加系统化、全面化的掌控各项数据资料，不仅可以保证数据完整性，同时也可以结合工程项目具体状况实施动态化管理，从而提高运营水平，使得建筑总体质量效果得到提升。在BIM技术应用中，更能提高企业经济效益，主要是因为从资产管理、设备运维管理、空间管理、公共安全管理等方面入手融入BIM技术，可以帮助工作人员及时获取有效数据，并以此为参考依据制定科学合理的运维计划，使得工程各类资源得到高效利用，从而使得运营能力得到极大提升。除此之外，在钢结构工程施工中运用BIM技术，可以有效发挥信息共享、数据检测等功能，切实提高整个工程建设效率。对此，施工单位可以利用广联达BIMSD数字云平台软件，借此开展线上线下双端施工数字管理，构建多方面、全方位的施工管理环境，明确要求将变更资料、图纸资料、各类验收单等文档，及时上传到管理平台中，做好各类信息的归档处理，确保施工现场资料能够与系统云端资料保持同步更新，而且使得工程项目资料库和模型构件之间建立紧密联系，为后续工程管理提供归档与实时反查的服务。在BIM技术作用下，可以促使工程施工各环节处于把控范围内，确保施工进度正常进行，使得施工效率、施工成本、施工隐患等问题得到切实解决。

5 结语

将BIM技术应用到钢结构建筑工程施工中，可以充分发挥其可视化、协调性、经济性、模拟性等优势。依托BIM技术，能够实现对工程相关数据信息的共享、精细化管理，对提高施工效率、施工质量具有重要作用。为此，在钢结构施工中必须有效运用BIM技术，发挥其优势，全面推动建筑工程发展。