BIM技术在装配式钢结构工程中的应用分析

王晨松 李浩浩

河南鑫渤建设工程有限公司

BIM技术在装配式钢结构工程中的应用分析

王晨松 李浩浩

河南鑫渤建设工程有限公司

2015年全国建筑钢材价格持续走低，产能严重过剩，对钢结构的推广产生了积极有利的推动。但在中国人口红利逐渐消失的今天，人工费占总价的比例正在逐渐上升，降低成本是建筑企业目前最为迫切的需求。随着住建部对建筑产业的工业化和信息化推动，BIM技术的发展迎来了一个黄金发展期，技术方面正在不断完善，应用领域从大型复杂的公共建筑逐渐向常规的工业厂房扩展。下面文章将会根据相关内容进行阐述，仅供参考。

钢结构；BIM技术；应用

建筑工业化是实现建筑产品节能环保、质量可靠、生产高效、全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。在这种全新理念支配下，装配式钢结构已成为建筑工业化的主力军。然而，装配式钢结构往往工程规模巨大、构件种类繁多、结构体系复杂，这给装配式钢结构工程的设计、施工、管理带来诸多挑战。BIM(Building Information Modeling，中文译名：建筑信息模型)是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目全生命周期各种相关信息的工程数据模型，它具有可视化、模拟性、优化性和可出图性五大特点。通过构建建筑信息模型，方便了装配式钢结构的设计、施工、管理及运营维护，具有巨大应用前景。

1 、BIM 技术

BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的简称，它不是指某一款软件，而是一个包含技术和管理的行业概念，软件只是它的应用平台。BIM实际上是通过数字化技术，建立一座虚拟建筑，它的实施是为业主提供设计、施工、销售、运营等的专业化服务。

BIM技术实现：①三维设计、不同专业设计之间的信息共享、虚拟设计和智能设计，设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。②建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置集成管理及施工过程的可视化模拟，项目各参与方信息共享。③在计算机上执行建造过程，虚拟模型可在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测，包括施工方法实验、施工过程模拟及施工方案优化等。

2 、BIM 在钢结构中的具体应用

2.1 深化设计环节的应用

深化设计是钢结构从设计图到工厂加工中间必须要完成的一项细化工作，是后续加工制作和现场拼装的指导文件。BIM技术在详图设计方面有多款软件支持，其中比较优秀的有：TeklaXsteel，Stru-CAD等。详图设计人员可以在可视化界面中根据设计图纸真实尺寸将钢结构模型在三维界面中创建出来。建模过程中，设计人员就可以通过调整视角及时检查建模过程中的误操作。模型创建完成确认无误后，软件根据用户需要自动生成相应的钢结构施工详图。

2.2 在碰撞检测的应用

装配式钢结构设计、生产、施工都需要做到精密化，构件需要严格按照尺寸要求、质量要求、位置要求进行生产和安装，BIM模型能够以整合统一的理念，查找各项冲突列表，减少人工手动检查所造成的纰漏。通过对三维设计的高效分析与协调，能够及早预测和发现错误，避免因误算造成的昂贵代价。完成碰撞测试之后，可以通过软件自动生成文本、html格式的报告，模型中存在的冲突通过可视化的逼真渲染图展现，也可以直接在项目中漫游查看其细部构造。

2.3 使用 Tekla structures 创建三维 BIM模型

使用Tekla structures创建三维BIM模型3D模型建好后：①检查碰撞：选取所有部件-TOOLS-CLASHCHECK；②装配检查：选起所有部件-IN-QUIRY-ASSMBELY，选起所有部件-INQUIRYWELDEDPARTS-TOALL；③编号设置：SETUP-NUMBERING；如果是第一次：TAKENEWNUMBER；如果不是第一次：COMPARETOOLD；④实行编号：TOOLS-NUMBERING-FULL；⑤产生图纸：DRAWINGGENERATINGATTANGEMENTDAWING；⑥选起所要的图纸；DRAWING-LIST：所谓装配检查ASSEM-LY，就是要保证使每一个连接部件相互关联，而不是独立的个体.

2.4 施工模拟

对于施工模拟主要体现在以下三个方面：1)施工环境的4D模拟。基于建筑施工的BIM模型，对地形、平面与场景的渲染使得整个模型环境更加具有真实感。2)施工过程的4D模拟。基于Revit软件创建的结构施工模型，结合Navisworks等软件可以对建筑结构的整个施工工程进行可视化的模拟与分析，对每道工序进行定义与调整，实时跟进施工进度并根据最新的实际进度调整未来的施工计划。3)施工方案的优化。管理人员可以直观地观察到不同时段的工程结构的施工进展和某一施工段或结构构件的详细施工状况，由此可以对多种施工方案的可实施性进行比较，进而为施工方法的优化提供支持。

2.5 BIM建模后形成的效果

(1)钢结构 BIM三维实体建模出图，其本质就是进行电脑预拼装、实现真实的过程。首先，所有的钢杆件、装饰材料，节点连接、螺栓焊缝等信息都通过三维实体建模进入整体模型，该 BIM三维实体模型与以后实际建造的建筑完全一致。其次，所有设计图均是利用三视图原理投影生成，图纸中所有尺寸，包括杆件长度、断面尺寸、杆件相交角度等均是从三维实体模型上直接投影产生，完全实现电脑预拼。(2)通过建立实体模型，可以再模型中任意进行旋转和查看材料属性，并可以任意剖面，软件并可以自动碰撞校核检查，解决了结构与结构，结构与其他专业碰撞问题。

综上所述，BIM技术的应用无疑对钢结构建筑发展带来福音，充分运用 BIM 技术，结合钢结构设计与放样的相关软件，并贯穿于设计、制造及安装的施工流程中，解决了钢结构专业异型和曲面复杂结构系统的设计建模、深化设计和施工，逐步展示了在未来建筑BIM 概念的强大优势而努力。

[1] 王爱兰，宋萍萍，杨震卿，张强. BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用[J]. 建筑技术，2015，03：228-231.

[2] 彭伟. BIM技术在钢结构工程中的应用研究[J]. 四川水泥，2015，12：103.