钢结构工程中BIM技术的应用探究

赵雨

摘要：关于BIM技术，随着近些年的不断发展及功能完善，已在当前建筑项目设计与施工中得以广泛的使用，同时推动了当前建筑行业发展及带动了建筑功能及使用性的提高。钢结构工程属于重点项目，一旦设计不到位及施工控制异常，则容易导致事故发生，对其项目施工及使用造成严重影响且危及人身安全。基于此，本文就钢结构工程中BIM技术的应用展开了探究。

关键词：钢结构工程；BIM技术；应用

1关于BIM技术的实现

利用BIM技术可以在计算机上进行工程的建模，虚拟模拟出工程实际建造中潜在的问题，其包括施工方法的实验、施工过程的模拟和施工方案的优化等等。BIM技术在整个工程建筑活动中，其涉及到的数据信息非常广泛，在不同的建筑时期，不同的项目涉及到的工程信息有非常大的区别，因此，在应用BIM技术的时候，需要对工程项目中的数据进行有效的收集、分析、输入，从而最大程度提高工程管理的效率和保证工程的进度。BIM技术中的数据可以针对参与本工程的设计师、项目方和施工方开放，及时收集工程项目建设过程中产生的信息数据，保证各种资料得到共享，大大提高沟通、协调的效率，进而有效提高了项目的管理水平和效率。此外，BIM技术还可以对录入的数据信息进行紧密的监视，对各种资料的删除行为进行监视，且还能记录设计方、项目方和施工方对信息资料的更改和调整，从而最大程度保证项目数据信息的安全性。

2钢结构工程施工现状及BIM技术应用的必要性

2.1钢结构项目施工现状

整个钢结构项目实施工作主要有设计、制造及安装；首先，设计单位根据业主要求确定钢结构项目结构形式、材料等级及连接方式等；其次，由于钢结构施工复杂，对制作工艺及精度要求高；故钢结构预制件的制作尤为重要，目前主要采用工厂预制及现场组装的方式解决，提高钢结构制件精度及提高安装稳定性。此外，钢结构项目实施中，运输、吊装等对保证安全及提高施工质量具有重要价值。施工过程的合同管理、进度控制、安全管理、成本控制属于项目施工的重点，项目施工管理中应着重进行考虑与分析。钢结构项目施工存在以下难题，其一，钢结构工程的制造工艺和连接节点复杂，设计出现误差概率大，单纯采用AUTOCAD进行设计无法通过模拟构建三维模型，对其施工关键点进行预测分析；其二，钢结构使用寿命短，导致部分企业为节约成本及扩大经济利益，忽视质量问题而影响施工质量及安全。其三，项目安装中存在不安全及不确定因素，管理效率低，容易造成风险。

2.2钢结构工程BIM技术应用的必要性

BIM技术应用于钢结构项目施工已成为当前钢结构项目高效管理发展的主要途径，综合来讲，钢结构工程管理所存在的问题主要是工程信息传递效率低下的问题，而BIM技术一方面可以通过建模后将复杂的钢结构形式外观及节点通过三维模型进行显示，另一方面，钢结构项目施工中，钢结构企业需通过业主方的要求信息完成钢结构深化设计，而BIM技术对于实现及时交流及协商具有重要价值。基于以上考虑，BIM在钢结构项目中的使用具有较大应用前景及优势。

3钢结构工程中BIM技术的应用

钢结构工程的设计能力和施工技术都日渐成熟，钢结构形式的应用范围日益广泛，进而对钢结构工程的使用功能要求在逐年提高。工程的建筑规模在逐步扩大、结构整体形式又越发复杂，工程的项目施工安装管理工作就变得越发困难。并且钢构件在制作和连接过程中，由于各部门在设计和施工过程中沟通不及时，往往存在返工重新设计修改的情况；钢结构节点详图数过大，对于每张图纸上的每条信息和每个数据都需要工程技术人员逐一核对检查，以确保图纸上信息与最终的设计方案是一致的，这样导致工程总体工作量十分巨大。应用BIM技术的信息共享、数据检验功能，可以提升工程的整体效率、改善当前工程项目管理方法，一些工程问题便迎刃而解。

3.1快速建模及分析

快速建模是BIM技术的主要功能及表现；相比较，TeklaStructures的建模功能强大，人机交互界面好。而基于钢结构项目施工的特殊性，其构件通过节点连接并组装完成。利用建模功能，可将钢结构的位置、编号、材料及加工部位在数据库中显示，并可通过用户定义随意增加使用者所需要的信息；通过建模后，用户可以通过参照运输条件将各零部件组装成构件，对后期管理及使用将发挥极大价值。

3.2结构三维模型分析

对整体模型施加外部荷载作用，运行结构受力检验，在软件运行分析后可以把分析得出的文本结果和相关图像输出，通过关键数据及反应谱颜色上判断结构合理性，而且输出的结果可以应用到不同类型的BIM软件上进行对接分析，可以反复多样验证输出的分析数据和结果是否准确。

3.3深化设计与自动出图方面应用

在钢结构制造中，TeklaStructures软件作为钢结构深化设计的工具被广泛使用，如该软件的节点功能，即仅需输入节点中所需的尺寸，该软件即可通过节点数据库中预设的原则实现对节点的生成，并能随着构件位置的变化或截面的改变而发生相应变化，对涉及深化及提高出图速度方面发挥重要作用。此外，当项结构复杂或曲面较多且数据库无适合的构件界面及节点时，用户可通过TeklaStructures软件的自定义节点功能完成设计及满足实际要求，提高了该软件的通用性。

3.4统计工程量与展示投标

在统计工程量时，由于钢结构工程中使用的各类材料品种繁多，需要区分截面形式和构件类别。用户可以在建模初期为模型分类定义相应的工程量信息，在运行合格后再一并汇总各项需要统计的信息，利用软件报表输出功能预先设置要相应部分欲输出核对的信息分类输出，这样既能降低错误率，还能缩短工程量的汇总时间。

3.5碰撞检测

钢结构工程中的节点是复杂多样的，实际工程安装过程中可能会出现节点零件之间发生碰撞，与混凝土组合部分或与管道搭接时也有可能发生碰撞。应用BIM技术软件的对碰撞检测功能，可以檢测全工程结构及节点的合理性，工程整体施工安装的效率会有明显提高。

4结束语

随着时代的不断发展，对建筑工程建设和管理提出了更高的要求，钢结构工程越来越多，传统的设计和管理方法已经不能满足时代的要求。因此应该在工程管理中，加大对BIM技术的应用力度，深度挖掘其内在的价值，并制定细致化的技术应用策略，让该技术在钢结构工程施工中真正发挥出作用，此外还应该做好对技术人员的培训工作，让他们掌握正确的技术使用方法。

参考文献：

[1]BIM技术在钢结构工程建设阶段的应用[J].郭占锋.建材与装饰.2018（48）.

[2]BIM技术在某钢结构厂房中的应用[J].连勇，武鹏.建材技术与应用.2018（06）.

（作者单位：北京市机械施工集团有限公司）