BIM技術在鋼結構廠房建造中的應用研究

康紅琴

山東方大工程有限責任公司，山東淄博 255120

BIM技術指建筑信息模型，利用相關工具軟件賦予建筑內部構件參數信息，利用三維可視化形式展開分析和設計，形成建筑全生命周期參考文件，涉及建筑方案設計、施工以及運營管理等全過程。在鋼結構信息化過程中，鋼結構生命周期各個階段中會存在非常多項目信息，不同階段因為使用不同模型，這種信息孤島現象的出現對鋼結構生產效率的提升有非常大影響。鋼結構廠房建造過程中，往往需要將設計、制造和安裝相互結合，實現對這類信息孤島情況的有效控制，BIM技術的應用能夠更好地滿足這一需要，使鋼結構建造流程得到改善，創造出更多的經濟效益，本文就此展開了研究分析。

1 BIM技術

1.1 BIM概念

建筑行業中信息化技術的應用，能夠使建筑建設技術水平明顯提升，為建筑管理工作的開展提供相應支持。以往的建筑管理工作已經無法滿足當前建筑市場發展實際需要，利用信息技術，能夠為建筑管理建立相應虛擬模型，提高建筑管理有效性，實現信息的共享和集成，也就是說，BIM技術的出現，能夠為現代建筑行業發展提供技術方面支撐和保障。BIM技術應用中，虛擬模型應用相對較為典型，利用計算機軟件，能夠實現對建筑工藝、材料和管理技術的準確描述，利用BIM獲取相應建筑模型，該模型在物業管理、成本管理等方面有非常廣泛應用。

1.2 BIM技術原理

BIM技術功能的實現需要與相應應用軟件相結合，包含設備管理、預算、結構設計等方面內容。當前市場上常見的BIM設計軟件有Autodesk公司等，Autodesk系列軟件能夠幫助建筑設計人員更加快速完成各項工作，BIM技術的應用能夠實現對文檔編制和施工設計概念探索，將維護設計數據作用充分全面發揮出來。針對設計師在項目中的變更，利用參數化技術可以更好的實現，使設計文檔可靠性和協調性得到有效保證。

AutoCAD軟件在實際應用中有著非常強大功能，能夠創建鋼結構設計，可使用鋼結構模塊，也可進行模型創建，生成快速鋼結構施工圖，利用專業混凝土模塊能夠使混凝土構件精度明顯提高。

1.3 BIM價值優勢

早在20世紀90年代，AutoCAD等畫圖軟件逐漸開始應用，建筑設計人員利用AutoCAD軟件展開設計，能夠解放傳統手工繪圖方式，使工作效率有明顯提高。在建筑設計中，與電腦軟件相結合，能夠進一步提高生產效率，促進房地產等行業發展。CAD工具的出現，人們辦事效率明顯提高，隨著時間的推移，這種工作效果也將更加持久，產生更多的價值，逐漸在房地產行業信息管理中發揮越來越重要價值，能夠使建筑行業整體局面發展顯著改變。BIM技術的價值優勢主要表現在以下幾個方面：

第一，提供及時準確的基礎數據。以往工程設計過程中，人們更多的利用手動方式展開統計和測量，工作存在非常大重復性，需要使用大量勞動力資源，手工計算過程中，容易因為誤差等帶來一系列問題，利用BIM技術，能夠實現對土建等專業建模，提供相應工程數據，獲取工程報價，為工程項目的開展提供重要依據和支撐。

第二，碰撞檢查。BIM技術在工程建設中還能夠進行該沖突檢測，涉及暖通、消防、給排水等方面，將建好的模型放在BIM平臺，實現對工程碰撞點的自動查找，之后碰撞點位置和設備等與圖紙相對應地方，都可以通過碰撞檢測方式實現，避免圖紙沖突所產生的損失和延誤。

第三，虛擬施工指導。借助BIM可視化功能，可以找到施工中存在的問題和不足，及時明確技術難題出現的原因，借助三維模型實現對問題的有效解決；施工前，通過與施工單位溝通，使虛擬施工問題得到有效解決，避免有浪費材料和返工等情況出現。另外，還可以以BIM模型為基礎，展開二次渲染，提高三維效果和精度，為人們營造一種真實感，利用動畫等方式顯示較為特殊的技術和工藝，提高中標率。

2 BIM技術在鋼結構廠房建造中的應用

2.1 BIM技術在投標報價中的應用

將BIM應用在投標報價中，首先從設計院等獲取BIM建筑模型，重復建模不僅增加錯誤率，同時還會造成時間的嚴重浪費。建筑模型自動廠房維護系統信息不僅包含墻面板、屋面板面積等，同時還包含門窗、樓梯等方面內容。在廠房結構重量方面，一種是設計院圖紙，并未采取BIM技術，需要重新建立BIM模型，另一種是選擇有結構設計資質企業完成設計，再利用軟件計算，獲取工程量報表。BIM技術應用在投標報價中，不僅可以節約大量時間，同時還能使投標報價準確性明顯提升。

2.2 BIM技術在結構設計中的應用

受到國內結構標準與國外不統一等因素影響，BIM技術在結構設計中的應用受到極大限制。國內結構設計多選擇PKPM軟件，PLPM與BIM軟件接口的研發相對較遲。結構設計中BIM技術的應用，首先安裝Tekla軟件與Staad.pro軟件，在Tekla軟件中建立相應的物理模型和分析模型，之后將分析模型導入Staad.pro軟件，展開荷載組合、力學分析等工作，最終實現對截面的優化，將所優化的截面導入Tekla軟件，完成設計。結構設計階段BIM軟件的應用，不僅能夠進行結構荷載計算，同時還能更好地服務于詳圖深化和報價服務。在報價階段服務方面，可將結構設計模型導入BIM軟件，節約手工數據所花費時間，在詳圖深化階段，將模型導入Tekla Structures 軟件，節約模型搭建時間。

2.3 BIM技術在加工制造中的應用

首先，3D模型。在引入三維技術后，能夠使深化設計工作更為便捷和直觀的開展，為詳圖工程師提供完整的模型。以往詳圖工程師在放樣方面選擇CAD手工放樣方式，容易出現遺漏，很難綜合各個方面因素分析考慮。BIM軟件的使用，能夠結合設計師具體要求，在三維模型中增加相應節點，實現對3D模型圖的深化。

第二，3D節點。在引入三維技術后，通過建立三維模型，工程師可結合設計師要求，增加相應節點。BIM技術引入后，可將節點直觀呈現，及時發現以往無法發現的扭剪型螺栓安裝控件等問題。

第三，圖紙自動化。Tekla軟件智能化程度高，在模型中可直接搭建相應零件和構件，用戶生成圖紙后可結合圖紙內容生成相應的零件圖和構件圖。

第四，碰撞檢查。本次工程項目工藝復雜，管線交錯布置，如果未能在施工前期做好碰撞檢查，那么施工過程中非常容易返工，不僅影響施工進度，同時還會嚴重浪費投資。

第五，自動化加工。在深化Tekla Structures模型后，可將NC數據生成相應的NC文件，因為NC數據來自Tekla Structures模型，不僅可以用來套料，在板零件加工方面同樣有非常好的應用效果。

2.4 BIM在現場安裝中的應用

BIM技術應用在現場安裝中，可發揮出非常重要價值和作用，能夠為安裝人員提供更為直觀感受，制作3D模擬安裝示意圖和3D安裝圖，同時附加時間和空間方面信息。利用Tekla公司的Tekla BIMsight軟件，能夠直接導出模型，利用智能電腦、筆記本等打開，不需要翻閱安裝圖，可在計算機中找到相應位置構件編號和數量等，提高安裝的直觀性和便捷性。比如，現場吊裝用模塊圖和安裝照片，從安全性角度出發，可將項目分為多個不同模塊，直接進行梁、柱、支撐等的統一吊裝，減少高空作業量，在提高施工效率的同時更好地保證施工人員安全。模塊化吊裝過程中，分區加工和打包難度非常大；另外，有構件可能需要直接運送至海外工地，面臨加工制造、運輸以及安裝過程追溯等方面問題，利用BIM技術，能夠實現對不同階段數據的匯總，之后與采購所使用的鋼板相對應，滿足全過程追溯需要。

3 結語

BIM技術應用在鋼結構廠房建造中，具有提供及時準確的基礎數據、碰撞檢查、虛擬施工指導等方面優勢。鋼結構廠房建造中BIM技術的應用主要集中在投標報價、結構設計、加工制造和現場安裝等方面，能夠在提高施工效率的同時節約施工成本，保證施工質量和安全，更好地滿足鋼結構廠房建造實際需要，取得理想的建設質量和建設效益。