论BIM技术在钢结构工程中的实际应用

陈青青

摘  要：国家经济的快速发展使得建筑工程领域的发展规模不断扩大，建筑领域对国民日常生活的影响也日益明显。钢结构工程作为建筑领域中的重要组成部分，越来越多钢结构工程出现在城市中，现代化城市发展面貌也因此焕然一新。而BIM技术的出现，更是为钢结构工程的发展注入了强大的驱动力量。本文便对BIM技术在钢结构工程中的实际应用开展论述与探讨。

关键词：BIM技术;钢结构;工程应用

中图分类号：TU758.11;TU17 文献标识码：A 文章编号：2095-9052（2021）10-00-02

BIM技术人们又称为建筑信息模型技术，通过在工程领域中有效运用BIM技术，能够使大量工程信息实现高效、快速地传输。同时，对这些工程信息充分利用，将其作为模型构建基础，以此实现对建筑物三维模型的有效构建，从而使建筑物的施工及使用过程得到真实模拟。在工程项目中充分运用BIM技术，可以使建筑物在全寿命周期中的管理效能得到极大提升，有效弥补工程设计、维护、施工等各个阶段中存在的不足，同时也为工程人员对工程项目开展更加细致化、系统化的数据计算与统计[1]。

一、工程特性

（一）材料特点

众所周知，钢结构是由大量钢材作为原材料的，而钢材的材料特性强度大、塑性好、韧性强。正是由于在钢结构工程中采用了大量钢材，使得钢结构工程的整体重量变得更小。相比钢筋混凝土结构的工程，钢结构工程有着非常明显的重量优势，尤其是对大跨度的工程结构而言，这种重量优势会变得更加明显。

（二）结构特点

对钢结构工程来说，采用得大量钢材是通过焊接形式进行连接的，这也使钢结构工程的内部结构变得非常均匀。相比钢筋混凝土结构工程，钢结构工程在受力状况上得到了有效改善，而且能够有效贴近计算阶段的模型，优势在于工程人员能够更加科学地开展工程结构分析，进而使钢结构工程具备更高的可靠性。相比其他材料所组成的结构来说，钢结构工程在安全性和稳定性方面有着更加突出的表现。同时，通过钢结构工程的应用，能够使人们对建筑功能性的需求得到有效满足。更重要的是，地质灾害会对工程结构造成极大破坏，而钢结构工程则能够有效抵御地质灾害，其具备良好的抗震性能，这能够使人们的安全需求得到有效满足。

（三）工艺特点

从钢结构工程的工艺特点来看，钢结构工程所采用的大量钢材都是通过工厂来进行制作的。工厂在对这些钢材进行制作时，需要通过钢材轧制方法来进行，确保这些钢材在经过一系列加工以后，能够形成统一的规格和尺寸，进而满足钢结构工程的使用要求。钢结构工程中采用的各种构件都需要对钢材进行相应加工，这些加工与制作流程需要得到相应简化，才能有助于优化建筑施工，从而顺利完成整个建筑物的装配式施工。当然，钢材自身所具备的材料特点，使钢结构在使用过程中极易受到腐蚀或锈蚀，而且钢结构工程并不具备较好的耐火性[2]。考虑到钢结构工程在这些方面存在一定的局限性，所以需要针对这些不足来加以改进和优化，使钢结构工程具备更高的稳定性。钢结构工程有着较高的强度和韧性，在塑形方面也有着较好的表现，使其相比其他类别的结构工程有着更加明显的优势。而且钢结构工程的施工速度更快，在施工效率方面有着更加明显的优势，能够使工程成本得到极大降低。

二、BIM技术在工程中的应用价值

随着科技的发展，钢结构工程设计施工过程中所采用的各类技术已经变得日趋成熟，这也使城市建设过程中对钢结构工程有了更大程度的运用。与此同时，人们对钢结构工程也有了更多功能需求。在现代化城市建设中，各种钢结构建筑物不断林立，钢结构工程的建设规模不断扩大。与此同时，钢结构工程的整体形式变得越来越复杂，这也造成钢结构工程的安装与管理存在更大难度。并且在各类构件制作及安装的过程中，安装和管理部门不同，部门之间并未进行有效沟通，导致钢结构工程中的某些构件在制作以后，难以达到使用要求，进而浪费了宝贵的施工时间。除此之外，工程人员往往需要花费很大精力来对图纸信息与工程信息进行核对，这也导致工程人员所需处理的工程任务量变得十分庞大，进而使其很难投入较多精力和时间来应对其他事情。为了解决这些问题，就要对BIM技术进行应用。对BIM技术来说，该技术在钢结构工程中有着极高的应用价值，主要体现在以下方面：其一，BIM技术可以将钢结构工程所涉及的各类信息进行有效集成，使其统一展现在同一个三维模型中，这样工程人员可以依据该模型来直观理解这些工程信息;其二，BIM技术可以对工程信息进行统计和计算，从而帮助工程人员快速获得所需的相关信息;其三，BIM技术能够保证信息的快速更新，当某一工程信息发生变化时，其他关联的工程信息也会随之变化，能够大幅減少工程人员对工程信息逐一修改所花费的时间。

三、BIM技术在钢结构工程中的实际应用

（一）工程建模应用

在钢结构工程中，BIM技术的应用能够帮助工程人员根据管理需要来建立各种类型的数据库，如钢结构工程的构件数据，包括构件截面形式、加工信息、安装位置、构件材料等。通过调用数据库中的工程信息，能够使工程人员顺利构建钢结构工程的三维模型，工程人员还可根据实际需要来自由组合这些构件，以此形成对应的构件安装方案。同时，工程人员也能依据这些构件信息来做出便捷的工程信息统计与后期管理，极大提高了管理效率。在钢结构工程中，利用BIM技术能够实现对整个工程建筑的快速建模，进而帮助工程人员对钢结构工程中涉及的各类工程信息进行快速统计与分析，工程管理效能也因此得到极大提升。

（二）工程细节设计与成图自动化

将BIM技术应用到钢结构工程中，能够实现对钢结构工程各方面细节的科学化设计，还能进行工程制图。BIM软件中配置了相应的图纸管理器，工程人员可以利用图纸管理器来对各类施工图纸进行划分，以此明确其具体类别、功能及用途，进而使绘图人员花费更少的时间来对这些图纸文件进行科学管理，工程图纸的绘制精度也因此得到极大提升。工程人员可以通过BIM技术来设置各类构件的规格、尺寸，并且可以明确构件的细节节点位置，依据预设的节点信息来运行设定的参数，进而确保工程施工能够按照相应的节点预设要求来进行节点拼装。BIM软件可以优化钢结构工程三维模型的各个细节，进而确保其得到科学有效的设计，使整个钢结构工程的可靠性得到有效提高[3]。

（三）开展整体性的三维模型分析

在钢结构工程中，利用BIM技术来构建三维模型，可以引入相应的外荷载，帮助工程人员对钢结构工程的整体结构实施受力实验。由BIM软件来进行数据分析，然后输出相应的图像与文本，这样工程技术人员便可依据这些图像与文本来作出科学的分析与判断，以此了解建筑结构在各种荷载情况下的变化现象。除此之外，在钢结构工程中可以将许多不同类型的BIM软件综合应用，能够使技术人员对输出结果进行多层面对接式分析，进而极大提高技术人员对钢结构工程的判断准确性。

（四）构件碰撞检测

对钢结构工程来说，涉及的节点数量众多，而且非常复杂。施工技术会对整个工程施工有非常明显的影响，使得这些节点极易发生碰撞。例如，在钢结构施工中可能存在管道和混凝土发生搭接碰撞的问题，通过BIM技术可以有效解决该问题。工程技术人员可以利用BIM技术来对钢结构工程的三维模型实施碰撞检测，这样能够帮助其对节点碰撞位置做出准确判断，并采取相应的措施来加以预防，进而有效降低构件在安装过程中发生的碰撞概率，同时也有助于提高各类构件在钢结构工程中的安装施工效率。

（五）工程量计算与统计

在钢结构工程中，除了要应用大量钢材以外，还要应用到其他原材料，而这就需要工程人员按照相应的截面形式与构件类型来作出划分，以确保整个钢结构工程得以顺利施工。BIM技术的应用可以帮助工程人员科学计算与分析工程量。BIM软件会对这些信息进行汇总与统计，并进行报表输出，而工程人員只需对这些输出信息进行核对即可，这样可以使工程量的计算与汇总效率得到极大提高，更重要的是能够有效避免计算错误的发生。同时，BIM信息共享板块，可以使工程设计理念得到更加明确的体现，进而使工程人员对设计人员的设计要求有更加充分的理解，从而保障整个工程项目的有序开展。

四、结语

综上所述，在科技的带动下，BIM技术正逐渐被引入钢结构工程中。BIM技术的应用使钢结构工程建设中存在的各种问题得到了有效解决，工程的施工质量及效率也得到了极大提升。对于钢结构工程人员来说，需要充分认识BIM技术的应用价值，积极总结其在钢结构工程中的应用经验，了解工程应用过程中存在的不足，并加以改进，这样才能最大限度地发挥BIM技术在工程领域的应用价值。

参考文献：

[1]陈家帅.试析BIM技术在钢结构施工管理中的应用[J].居舍，2019（34）：150.

[2]壮真才.BIM技术在钢结构施工管理中的应用[J].建筑技术开发，2016，43（9）：81-82.

[3]贺林贵.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].中国住宅设施，2019（10）：50-51.

（责任编辑：董维）