钢结构工程中BIM技术的应用研究

彭德望

摘要：在钢结构工程中应用BIM技术可以很好的解决现阶段工程中存在的相应问题，在提高工程质量方面有着十分重要的作用。通过对BIM的定义进行简述，对钢结构工程的特点进行介绍，分析钢结构工程中应用BIM技术的实际意义和具体应用，为其他相关钢结构项目运用BIM技术进行深化设计，提高钢结构工程效率和质量提供一定参考价值。

关键词：钢结构工程；BIM技术；应用

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。

一、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它结构，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它材料，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它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。

二、BIM技术应用特点

（一）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。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

三、BIM技术在钢结构工程中的应用现状

钢结构工程在保证施工质量的同时，施工的效率又较高，使得其在大型工程的应用较多，但在普遍应用的同时也出现了一些问题，其中钢结构工程的安装精度问题显得较为突出。例如，钢结构屋面结构的现场拼装的安装精度将影响工程交验后的正常使用与维修，如果精度不够高，将对屋面的防水施工及其施工质量产生影响，从而导致屋面产生裂缝而漏水，给屋面的正常使用与维修带来极大的麻烦。所以，要想使钢结构在实际工程中得到广泛应用，首先就得解决安装精度的问题。而BIM技术的出现，正好可以解决这个问题，BIM技术在钢结构工程中的应用能够达到精细化施工的目的，解决安装精度不足的问题，从而进一步提高钢结构工程的可靠度。

由于钢结构工程的行业特点，其现场施工的源头其实在工厂的构件加工，而构件的加工本来应该是以结构工程师的设计为标准的。而目前的现实情况是，结构工程师普遍地将深化设计的工作留给了钢结构加工企业去完成，钢结构加工企业其实承担着“边设计、边加工、边变更”的角色，这就使得构件加工的效率极为低下。导致这种现象存在的原因是，结构工程师生成的分析模型不能直接转化为施工时所用的建筑模型，而BIM技术从设计环节这个钢结构工程的源头上，就可以做到精细化设计，从而使结构工程师设计的模型能够直接应用于构件加工及施工现场的安装，从而提高整个工程建设的效率。

另外，BIM技术在三维建模的基础上，可以实现钢结构构件的电脑预拼装，但这还只是理论模型，无法让其发挥作用，起不到控制施工质量的目的。人们想到了用测量仪器对实际构件进行实物测量，并将实测数据输入三维建模软件，形成实测模型，然后将其与理论模型进行比对，检验实际构件是否满足设计要求。这样就达到了预先精细化检验钢结构工程施工质量的目的，保证最终构件完全符合现场安装的要求，从而达到控制施工质量的目的。

四、结束语

BIM技术在钢结构工程中的应用，可以实现精细化设计与精细化检验，从而保证了精细化施工，再加上BIM技术在钢结构工程管理上的应用，使得钢结构工程的建设效率得到了进一步的提升。随着BIM技术在工程領域的应用和普及，BIM技术一定会给土木工程届带来一次彻底的革命。

参考文献：

[1]李慧慧.超高层钢结构工程BIM应用和思考[J].建筑知识，2018（6）：11-12.

[2]李青. BIM技术在钢结构工程中的应用[J].建材发展，2017，（2）：10-11.