BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用

韩光瑞

摘要：BIM技术是一种可视化强，便于管理以及能够实现建筑全寿命周期管理的技术。目前在房屋建筑的设计与施工管理中，BIM技术得到了广泛的应用，同时也大大的提升了建筑行业的工业化水平。鉴于此，本文主要分析BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用。

关键词：BIM技术;建筑钢结构;施工过程

1、BIM的内涵

BIM指的是一种三维数字化技术，其能够切实有效的集成工程施工中的各种信息，是一个工程数据模型，BIM能够对工程施工项目进行功能特性、工程实体等的数字化传递。BIM为工程施工项目的功能特性、物理特性等的物理表达方式，是一种重要的共享信息资料;在开展工程项目周期建设时，BIM模型信息能够给相关决策提供相应的参考以及依据;在工程项目施工的各阶段，根据参与方的不同，也能够BIM之中进行插入、提取以及信息修改等内容，从而在相同的模型之中保证合作的有效实现。

2、BIM技术的优势

（1）可视化，能够通过计算机建模将钢结构的3D模型展示出来，该模型精确度，可视化强，能够清晰的看到结构与构件，构件与构件的连接。而且钢结构的3D模型构件的平面、立面、剖面之间是关联的，如果你改了平面图上的尺寸或者节点，那么立面和剖面也会跟着发生变化。同时，BIM模型也能够展现钢结构的节点细节以及隐蔽部分，方面的设计以及施工阶段工程师的修改。

（2）具备项目管理的3D/4D/5D模型的模拟性。BIM可以建立3D模型对结构的构件以及连接进行检查，能够发现在施工中可能遇到的问题。BIM也可以建立4D模型，模拟钢结构施工过程中构件吊装以及合理施工方案，可以方便的确定项目的施工方案。

（3）可以优化项目以及具有良好的协调性，能够使工程中所有的数据进行交互，可以方便的完成项目的优化，不需要花费太多的时间进行各专业的配合。能够缩短工期，同时也可以发现工程中的安全隐患，为工程的安全进行提供帮助。

（4）可以实现良好的经济效益。通过合理的安排施工进度，以及合理的配置人工和材料以及投资，能够实现对该项目的成本控制。

3、BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用

3.1、钢结构生产制作中的应用

当下，信息技术、自动化技术发展迅猛，数字化加工和生产管理逐渐取代传统手工加工技术、人为生产组织。应用BIM技术，可以使钢结构的加工制造更加简单，BIM模型可以输出相关信息，不仅可以快速生成加工清单和工艺路径，在数控切割和油漆喷涂等工艺中也可发挥积极作用。BIM技术的应用有助于建立起数字化的生产管理系统，改变了以往指令需层层下达反馈的状态，其生产协同信息平台具有一体化、扁平化特性，可以将加工指令信息有序下达到工位，在加工工序完成后及时反馈信息到平台。其数字化生产管理系统，可以提高标准的数据接口，将相关文件清单导入而生成初步加工清单。

生产组织的重要基础，就是工艺流程的规划，需要熟悉相关设备和工艺技术的人员，根据工艺流程等编制设定各结构形式工艺流程，合理配置其各个流程的参数，并优先指定其使用设备，便于选定其工艺路径。完成各项生产数据准备后，系统中指挥人员发挥生产指令，系统会自动匹配零件清单与生产流程，结合车间工位、设备负载反馈信息等，将指令快速下达到系统指定工位、终端计算机，然后各工位开始进行加工。仓库人员可根据生产计划，得到使用的材料信息，事先准备好使用的材料。

以异形板材加工为例，在其切割和钻孔等加工中，需要加入套料冻胀使其利用率得以提高。具体可采用一些自动套料排版软件，批量转入BIM输出的多个NC文件，其数据输入的效率高、准确性好。在得到NC文件零件信息后，根据钢板的厚度和材质，将输入零件进行自动套料分类，完成作业文件后，按下执行按钮，即可完成零件的套料加工。

3.2、施工阶段应用

（1）搭建BIM的结构信息管理框架，用于在钢结构施工全寿命施工过程中的信息管理，以方便参与建设的勘察、设计、施工、监理和质检部门之间的信息沟通，进而实现成本的全寿命控制。

（2）传统的成本控制主要是通过工程概预算人员进行，效率低下而且有时候精度不够。通过第一步的结构信息管理模型的模型，只要将材料的单价和人工费加入，就可以实现结构的工程量管理，可以准确的计算工程成本。

（3）BIM技术中NavisWork，可以提供漫游功能，能够模拟在施工中可能出现的施工问题，然后可以提供较好的施工方案，用以避免工程中的安全以及质量事故。

（4）建筑在施工过程中，是一个复杂的工程，如钢结构构件、管道和设备很容易在三维空间内发生碰撞，通过NavisWork功能，可以将构件间的位置进行合理的布置，以方便施工。

（5）建立的信息模型可以与手持终端连接起来，能将BIM模型中可能出现的碰撞问题、安全施工问题、危险源信息和成本信息通过信号的传输，到达工程师手中的终端，方便工程师随时随地的对工程进行监控以及处理相应的突发事件。

3.3、运用阶段BIM技术应用

在建筑钢结构工程全生命周期中，运营阶段的周期最长，且该阶段也需要花费更大的成本。在传统建筑运营维护中，是根据其图纸由人工进行数据采集，并与表格中设备系统数据结合来监控工程建设情况的。这种方式直观性较差，且无法保证其时效性，在传输数据的过程中也容易发生丢失等情况。而利用BIM技术，可以保证设计阶段、施工阶段中各项数据资料在传输到运维阶段中的完整性、全面性，建立起项目全生命周期档案，其中的数据可以实时、动态更新，对于运维管理来说，保证了管理质量和效率。

当前，对BIM技术在钢结构工程运维管理中的应用研究较少，虽然对其应用功能，当前实际应用中存在问题等有一定的认知，但在其空间管理、物业管理和能耗管理方面的研究还存在一定程度缺失。但在一些大型项目中，建筑钢结构工程在运维管理阶段，对BIM技术进行高效应用，可以借鉴相关经验。

3.4、后期运营维护

建筑钢结构工程施工中，后期的运行以及维护通常会出现一些信息之后的问题，难以及时有效的发现问题并予以切实解决。根据BIM技术的后期运营维护能够切实有效的实现工程管理和设备智能化管理、可视化管理等的有效工作。在建筑钢结构工程项目运营时，应该适当的收集结构损伤状况，材料劣化等信息，在这一基础之上有效的分析建筑工程的安全性以及耐久性信息，并对工程状况进行有效的预测。

总之，在建筑钢结构施工工程中切实有效的应用BIM技术，能够有效的提升沟通效率水平。思维进度模拟能够准确而直观的表现出工程施工环节与过程信息，并且能够为开展有效监控奠定相应的技术支持。

参考文献：

[1]王凯，郁永星，王帅.BIM技术在建筑钢结构施工過程中的应用[J].价值工程，2019，38（25）：237-239.

[2]司张涛.基于BIM技术对建筑施工工程信息化的综合应用研究[J].现代信息科技，2019，3（16）：131-132.

（作者单位：中国五冶集团有限公司）