探究BIM技术在钢结构工程中的应用

赵亮

（山东林李建筑设计有限公司）

BIM是建筑信息模型英文首字母的缩写，是建筑业设计技术的第二次革命。BIM技术是通过建立一种将工程相关信息以数据型式输入作为建模基础的三维建筑模型，该技术依靠数字信息仿真功能对建筑物实际使用时的真实功能和信息进行模拟。在工程项目中应用BIM技术可以从根本上对建筑生命周期的规范方面、设计方面、施工方面、维护管理方面等各阶段系统之间存在的信息断层进行消除，方便工程项目中管理机构对整个工程进行准确的分析计算和项目管理。我国现阶段信息化技术的不断发展，建筑工程信息化、工业高度化也不断的进步，在当下高速发展的科学技术支持下，信息化在建筑业的普及应用越来越广泛，对于建筑信息化的发展，便需要相关人员投入更多的精力去进行发展[1]。

1 钢结构工程的特点

钢结构工程的特点通常分为三个方面：

1）钢结构工程中使用的钢材一般为强度高、塑性强并且韧性好的钢材。这种钢材的使用可以使钢结构工程的钢结构重量比用混凝土、砖石和木材等材料建造的其他结构，尤其是以钢筋混凝土建造的结构重量轻很多。在大面积和大跨度的工程结构中，钢结构重量轻的这一特点体现的更明显。

2）钢结构工程中使用的钢材比其他材料的内部结构更加均匀，结构的受力情况和计算时的模型更加接近，有利于技术人员对钢结构进行更好的分析研究，从而提高钢结构工程的可靠性，使其较其他材料结构更安全稳定，以便达到人们对建筑物提出的各种功能性要求，尤其是对于建筑物的抗震要求，钢结构工程可以对其做到较好的满足。

3）现阶段我国钢结构工程中使用的钢材已经普遍采用工厂化制作，将结构中所需要的构件进行型材的轧制，使钢材构件的规格尺寸可以得到统一，方便人们对钢结构工程中构件的制作和加工，有利于实现装配式建筑的产业化升级。但是，钢结构工程也存在一定的缺陷，钢结构工程易被腐蚀和锈蚀，并且钢结构耐火性差。随着科技的发展进步，技术人员正努力结合先进的科学技术对钢结构工程中存在的缺陷进行改进，使钢结构的可靠性越来越高[2]。

由于钢结构工程具有以上几个方面的特点，造成钢结构工程在施工阶段比其他建筑材料结构施工时有着明显的优势。钢结构工程的施工速度在保证较高施工质量的条件下施工速度较快，直接提高了工程的生产效率。

2 BIM技术的研究目的和意义

钢结构工程顾名思义，工程的建筑主体一定主要由钢制构件组合安装而成的。在我国当前大力推广装配式结构的政策下，建筑结构的未来发展方向一定是以钢结构工程为主要工程结构的。钢结构的构件节点生产和安装过程与其他结构形式的构件安装更加复杂，同时全项目周期中信息更新效率不高，工程量统计困难这些问题一直是钢结构工程中难以解决的，我国对于BIM技术的普及和推广就是为了通过应用BIM技术对这类疑难问题进行适宜的解决。加强钢结构工程和BIM技术的结合对我国早日实现钢结构设计和运行管理的高效性、快捷性和精准性有着十分深远的意义[3]。

3 钢结构工程中BIM技术的应用

我国现阶段建筑工程中钢结构工程的设计能力和施工技术都逐渐成熟，随着钢结构工程形式的应用范围不断扩大，建筑工程中对于使用钢结构的功能要求也逐渐复杂。工程建筑的施工规模不断增大，结构整体形式越发复杂，这使得工程项目施工的安装管理工作越来越困难。并且在钢构件制作和连接过程中，经常会因为各个部门在设计和施工过程中的不及时沟通，往往会造成构件制作不合理需要进行重新设计修改的情况；同时因为在工程中技术人员要确保图纸信息和工程设计方案的一致性，需要对图纸上的每个信息进行核对检查，导致总体工程任务量变大[4]。

钢结构工程中通过对BIM技术信息共享、数据检测功能的应用，可以很大程度上对工程的整体效率进行提升，并且可以在一定程度上对工程项目管理方法进行改善，而钢结构工程中BIM技术的应用有以下几方面特点。

3.1 建立模型速度快

因为所有钢构件使用的材料、所处位置、选用的截面形式和构件部位加工的信息都储存在钢构件数据库中，所有BIM技术使用过程中会采用三维模型的方式进行模型建立，为施工人员提供构件组合成体，方便施工人员对构件的安装，同时也对项目的后期管理和施工统计提供有价值的资料。

3.2 通过三维模型进行整体分析

通过对模型施加合适的外部荷载，对建筑进行结构受力实验，结合软件分析后的数据进行文本结果和相关图像输出，对建筑结构合理性进行判断。而且应用不同类型的BIM软件可以对输出结果进行多方面对接分析，经过技术人员反复验证输出数据和结果，判断钢构件的准确性能[5]。

3.3 软件自动成图和细节设计

技术人员利用系统中的图纸管理器对全部施工图纸进行类别、功能和用途的快速分类，方便绘制人员对全部工程图纸进行管理。这样可以大大减少绘图人员绘图时间，并且可以更好的提高图纸精确度。设计人员在构件细节节点处进行尺寸初值的输入，根据系统中预设好的节点运算运行参数设定，通过BIM软件完成节点预设要求的节点拼装工作，通过软件对模型细节进行不断加工处理，提高模型细部结构设计的质量，使其更符合工程实际情况；还可以通过软件的自定义节点工作对构件复杂的空间关系简化处理，提高节点制作和施工时的精准程度。

3.4 工程量的统计和投标的展示

因为钢结构工程中使用的原材料种类繁多，需要对截面形式和构件类型进行区分。使用人员可以在建模初期对模型进行相应工程量的分析，在软件运行通过后再进行统计信息的汇总，利用软件报表输出功能对输出信息进行核对分类，降低工程计算错误率和工程汇总工作的工作量。另外BIM信息共享功能的应用，可以方便招投标双方更好的对工程项目设计理念进行把握，了解施工过程中项目设计的要求。

3.5 碰撞实验的检测

钢结构工程中节点复杂多样，在进行实际施工过程中难免会因为施工技术的原因产生节点零件之间的碰撞和混凝土组合部分与管道搭接时发生的碰撞。通过使用软件中模型的碰撞检测功能，可以在施工之前对建筑工程整体节点和结构的安装进行科学合理的实验布置，通过软件的模拟实验功能可以对整体工程中节点和结构进行合理性的检测，保障工程实际施工中不会出现构件相互碰撞的问题，加快工程整体施工安装效率[6]。

4 结束语

综上所述，在钢结构工程中对BIM技术的应用，可以有效的对施工设计和施工程序进行精细化的分类，在设计和检测过程中相比于传统技术有着明显的进步，同时，该技术的应用还可以有效提升钢结构工程的建设效果和施工效率。通过在钢结构工程中更广泛的使用BIM技术，可以优化在钢结构工程项目实施中的设计和计算，从而做到对工程项目的优化管理。在工程中怎样更大限度使用BIM技术去进行工程质量和信息传递效率的有效提升，也将成为钢结构工程中应用BIM技术的发展方向和发展目标。

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

[2]王朝阳,刘星,张臣友等.BIM技术在武汉中心项目钢结构施工管理中的应用[J].施工技术,2015,44(6):40-45.

[3]杜炜平,孙海龙.超高层钢结构工程BIM应用和思考[J].建筑技术,2014,45(6):524-525.

[4]孙志伟,孟瑜,王勇等.简析BIM技术在钢结构工程中的应用[J].建材发展导向（下）,2017,15(3):115.