探究BIM技術在鋼結構工程中的應用

趙亮

（山東林李建筑設計有限公司）

BIM是建筑信息模型英文首字母的縮寫，是建筑業設計技術的第二次革命。BIM技術是通過建立一種將工程相關信息以數據型式輸入作為建模基礎的三維建筑模型，該技術依靠數字信息仿真功能對建筑物實際使用時的真實功能和信息進行模擬。在工程項目中應用BIM技術可以從根本上對建筑生命周期的規范方面、設計方面、施工方面、維護管理方面等各階段系統之間存在的信息斷層進行消除，方便工程項目中管理機構對整個工程進行準確的分析計算和項目管理。我國現階段信息化技術的不斷發展，建筑工程信息化、工業高度化也不斷的進步，在當下高速發展的科學技術支持下，信息化在建筑業的普及應用越來越廣泛，對于建筑信息化的發展，便需要相關人員投入更多的精力去進行發展[1]。

1 鋼結構工程的特點

鋼結構工程的特點通常分為三個方面：

1）鋼結構工程中使用的鋼材一般為強度高、塑性強并且韌性好的鋼材。這種鋼材的使用可以使鋼結構工程的鋼結構重量比用混凝土、磚石和木材等材料建造的其他結構，尤其是以鋼筋混凝土建造的結構重量輕很多。在大面積和大跨度的工程結構中，鋼結構重量輕的這一特點體現的更明顯。

2）鋼結構工程中使用的鋼材比其他材料的內部結構更加均勻，結構的受力情況和計算時的模型更加接近，有利于技術人員對鋼結構進行更好的分析研究，從而提高鋼結構工程的可靠性，使其較其他材料結構更安全穩定，以便達到人們對建筑物提出的各種功能性要求，尤其是對于建筑物的抗震要求，鋼結構工程可以對其做到較好的滿足。

3）現階段我國鋼結構工程中使用的鋼材已經普遍采用工廠化制作，將結構中所需要的構件進行型材的軋制，使鋼材構件的規格尺寸可以得到統一，方便人們對鋼結構工程中構件的制作和加工，有利于實現裝配式建筑的產業化升級。但是，鋼結構工程也存在一定的缺陷，鋼結構工程易被腐蝕和銹蝕，并且鋼結構耐火性差。隨著科技的發展進步，技術人員正努力結合先進的科學技術對鋼結構工程中存在的缺陷進行改進，使鋼結構的可靠性越來越高[2]。

由于鋼結構工程具有以上幾個方面的特點，造成鋼結構工程在施工階段比其他建筑材料結構施工時有著明顯的優勢。鋼結構工程的施工速度在保證較高施工質量的條件下施工速度較快，直接提高了工程的生產效率。

2 BIM技術的研究目的和意義

鋼結構工程顧名思義，工程的建筑主體一定主要由鋼制構件組合安裝而成的。在我國當前大力推廣裝配式結構的政策下，建筑結構的未來發展方向一定是以鋼結構工程為主要工程結構的。鋼結構的構件節點生產和安裝過程與其他結構形式的構件安裝更加復雜，同時全項目周期中信息更新效率不高，工程量統計困難這些問題一直是鋼結構工程中難以解決的，我國對于BIM技術的普及和推廣就是為了通過應用BIM技術對這類疑難問題進行適宜的解決。加強鋼結構工程和BIM技術的結合對我國早日實現鋼結構設計和運行管理的高效性、快捷性和精準性有著十分深遠的意義[3]。

3 鋼結構工程中BIM技術的應用

我國現階段建筑工程中鋼結構工程的設計能力和施工技術都逐漸成熟，隨著鋼結構工程形式的應用范圍不斷擴大，建筑工程中對于使用鋼結構的功能要求也逐漸復雜。工程建筑的施工規模不斷增大，結構整體形式越發復雜，這使得工程項目施工的安裝管理工作越來越困難。并且在鋼構件制作和連接過程中，經常會因為各個部門在設計和施工過程中的不及時溝通，往往會造成構件制作不合理需要進行重新設計修改的情況；同時因為在工程中技術人員要確保圖紙信息和工程設計方案的一致性，需要對圖紙上的每個信息進行核對檢查，導致總體工程任務量變大[4]。

鋼結構工程中通過對BIM技術信息共享、數據檢測功能的應用，可以很大程度上對工程的整體效率進行提升，并且可以在一定程度上對工程項目管理方法進行改善，而鋼結構工程中BIM技術的應用有以下幾方面特點。

3.1 建立模型速度快

因為所有鋼構件使用的材料、所處位置、選用的截面形式和構件部位加工的信息都儲存在鋼構件數據庫中，所有BIM技術使用過程中會采用三維模型的方式進行模型建立，為施工人員提供構件組合成體，方便施工人員對構件的安裝，同時也對項目的后期管理和施工統計提供有價值的資料。

3.2 通過三維模型進行整體分析

通過對模型施加合適的外部荷載，對建筑進行結構受力實驗，結合軟件分析后的數據進行文本結果和相關圖像輸出，對建筑結構合理性進行判斷。而且應用不同類型的BIM軟件可以對輸出結果進行多方面對接分析，經過技術人員反復驗證輸出數據和結果，判斷鋼構件的準確性能[5]。

3.3 軟件自動成圖和細節設計

技術人員利用系統中的圖紙管理器對全部施工圖紙進行類別、功能和用途的快速分類，方便繪制人員對全部工程圖紙進行管理。這樣可以大大減少繪圖人員繪圖時間，并且可以更好的提高圖紙精確度。設計人員在構件細節節點處進行尺寸初值的輸入，根據系統中預設好的節點運算運行參數設定，通過BIM軟件完成節點預設要求的節點拼裝工作，通過軟件對模型細節進行不斷加工處理，提高模型細部結構設計的質量，使其更符合工程實際情況；還可以通過軟件的自定義節點工作對構件復雜的空間關系簡化處理，提高節點制作和施工時的精準程度。

3.4 工程量的統計和投標的展示

因為鋼結構工程中使用的原材料種類繁多，需要對截面形式和構件類型進行區分。使用人員可以在建模初期對模型進行相應工程量的分析，在軟件運行通過后再進行統計信息的匯總，利用軟件報表輸出功能對輸出信息進行核對分類，降低工程計算錯誤率和工程匯總工作的工作量。另外BIM信息共享功能的應用，可以方便招投標雙方更好的對工程項目設計理念進行把握，了解施工過程中項目設計的要求。

3.5 碰撞實驗的檢測

鋼結構工程中節點復雜多樣，在進行實際施工過程中難免會因為施工技術的原因產生節點零件之間的碰撞和混凝土組合部分與管道搭接時發生的碰撞。通過使用軟件中模型的碰撞檢測功能，可以在施工之前對建筑工程整體節點和結構的安裝進行科學合理的實驗布置，通過軟件的模擬實驗功能可以對整體工程中節點和結構進行合理性的檢測，保障工程實際施工中不會出現構件相互碰撞的問題，加快工程整體施工安裝效率[6]。

4 結束語

綜上所述，在鋼結構工程中對BIM技術的應用，可以有效的對施工設計和施工程序進行精細化的分類，在設計和檢測過程中相比于傳統技術有著明顯的進步，同時，該技術的應用還可以有效提升鋼結構工程的建設效果和施工效率。通過在鋼結構工程中更廣泛的使用BIM技術，可以優化在鋼結構工程項目實施中的設計和計算，從而做到對工程項目的優化管理。在工程中怎樣更大限度使用BIM技術去進行工程質量和信息傳遞效率的有效提升，也將成為鋼結構工程中應用BIM技術的發展方向和發展目標。

[1]彭偉.BIM技術在鋼結構工程中的應用研究[J].四川水泥,2015(12):103-103.

[2]王朝陽,劉星,張臣友等.BIM技術在武漢中心項目鋼結構施工管理中的應用[J].施工技術,2015,44(6):40-45.

[3]杜煒平,孫海龍.超高層鋼結構工程BIM應用和思考[J].建筑技術,2014,45(6):524-525.

[4]孫志偉,孟瑜,王勇等.簡析BIM技術在鋼結構工程中的應用[J].建材發展導向（下）,2017,15(3):115.