鋼結構工程中BIM技術的應用探究

趙雨

摘要：關于BIM技術，隨著近些年的不斷發(fā)展及功能完善，已在當前建筑項目設計與施工中得以廣泛的使用，同時推動了當前建筑行業(yè)發(fā)展及帶動了建筑功能及使用性的提高。鋼結構工程屬于重點項目，一旦設計不到位及施工控制異常，則容易導致事故發(fā)生，對其項目施工及使用造成嚴重影響且危及人身安全。基于此，本文就鋼結構工程中BIM技術的應用展開了探究。

關鍵詞：鋼結構工程；BIM技術；應用

1關于BIM技術的實現(xiàn)

利用BIM技術可以在計算機上進行工程的建模，虛擬模擬出工程實際建造中潛在的問題，其包括施工方法的實驗、施工過程的模擬和施工方案的優(yōu)化等等。BIM技術在整個工程建筑活動中，其涉及到的數(shù)據(jù)信息非常廣泛，在不同的建筑時期，不同的項目涉及到的工程信息有非常大的區(qū)別，因此，在應用BIM技術的時候，需要對工程項目中的數(shù)據(jù)進行有效的收集、分析、輸入，從而最大程度提高工程管理的效率和保證工程的進度。BIM技術中的數(shù)據(jù)可以針對參與本工程的設計師、項目方和施工方開放，及時收集工程項目建設過程中產生的信息數(shù)據(jù)，保證各種資料得到共享，大大提高溝通、協(xié)調的效率，進而有效提高了項目的管理水平和效率。此外，BIM技術還可以對錄入的數(shù)據(jù)信息進行緊密的監(jiān)視，對各種資料的刪除行為進行監(jiān)視，且還能記錄設計方、項目方和施工方對信息資料的更改和調整，從而最大程度保證項目數(shù)據(jù)信息的安全性。

2鋼結構工程施工現(xiàn)狀及BIM技術應用的必要性

2.1鋼結構項目施工現(xiàn)狀

整個鋼結構項目實施工作主要有設計、制造及安裝；首先，設計單位根據(jù)業(yè)主要求確定鋼結構項目結構形式、材料等級及連接方式等；其次，由于鋼結構施工復雜，對制作工藝及精度要求高；故鋼結構預制件的制作尤為重要，目前主要采用工廠預制及現(xiàn)場組裝的方式解決，提高鋼結構制件精度及提高安裝穩(wěn)定性。此外，鋼結構項目實施中，運輸、吊裝等對保證安全及提高施工質量具有重要價值。施工過程的合同管理、進度控制、安全管理、成本控制屬于項目施工的重點，項目施工管理中應著重進行考慮與分析。鋼結構項目施工存在以下難題，其一，鋼結構工程的制造工藝和連接節(jié)點復雜，設計出現(xiàn)誤差概率大，單純采用AUTOCAD進行設計無法通過模擬構建三維模型，對其施工關鍵點進行預測分析；其二，鋼結構使用壽命短，導致部分企業(yè)為節(jié)約成本及擴大經濟利益，忽視質量問題而影響施工質量及安全。其三，項目安裝中存在不安全及不確定因素，管理效率低，容易造成風險。

2.2鋼結構工程BIM技術應用的必要性

BIM技術應用于鋼結構項目施工已成為當前鋼結構項目高效管理發(fā)展的主要途徑，綜合來講，鋼結構工程管理所存在的問題主要是工程信息傳遞效率低下的問題，而BIM技術一方面可以通過建模后將復雜的鋼結構形式外觀及節(jié)點通過三維模型進行顯示，另一方面，鋼結構項目施工中，鋼結構企業(yè)需通過業(yè)主方的要求信息完成鋼結構深化設計，而BIM技術對于實現(xiàn)及時交流及協(xié)商具有重要價值。基于以上考慮，BIM在鋼結構項目中的使用具有較大應用前景及優(yōu)勢。

3鋼結構工程中BIM技術的應用

鋼結構工程的設計能力和施工技術都日漸成熟，鋼結構形式的應用范圍日益廣泛，進而對鋼結構工程的使用功能要求在逐年提高。工程的建筑規(guī)模在逐步擴大、結構整體形式又越發(fā)復雜，工程的項目施工安裝管理工作就變得越發(fā)困難。并且鋼構件在制作和連接過程中，由于各部門在設計和施工過程中溝通不及時，往往存在返工重新設計修改的情況；鋼結構節(jié)點詳圖數(shù)過大，對于每張圖紙上的每條信息和每個數(shù)據(jù)都需要工程技術人員逐一核對檢查，以確保圖紙上信息與最終的設計方案是一致的，這樣導致工程總體工作量十分巨大。應用BIM技術的信息共享、數(shù)據(jù)檢驗功能，可以提升工程的整體效率、改善當前工程項目管理方法，一些工程問題便迎刃而解。

3.1快速建模及分析

快速建模是BIM技術的主要功能及表現(xiàn)；相比較，TeklaStructures的建模功能強大，人機交互界面好。而基于鋼結構項目施工的特殊性，其構件通過節(jié)點連接并組裝完成。利用建模功能，可將鋼結構的位置、編號、材料及加工部位在數(shù)據(jù)庫中顯示，并可通過用戶定義隨意增加使用者所需要的信息；通過建模后，用戶可以通過參照運輸條件將各零部件組裝成構件，對后期管理及使用將發(fā)揮極大價值。

3.2結構三維模型分析

對整體模型施加外部荷載作用，運行結構受力檢驗，在軟件運行分析后可以把分析得出的文本結果和相關圖像輸出，通過關鍵數(shù)據(jù)及反應譜顏色上判斷結構合理性，而且輸出的結果可以應用到不同類型的BIM軟件上進行對接分析，可以反復多樣驗證輸出的分析數(shù)據(jù)和結果是否準確。

3.3深化設計與自動出圖方面應用

在鋼結構制造中，TeklaStructures軟件作為鋼結構深化設計的工具被廣泛使用，如該軟件的節(jié)點功能，即僅需輸入節(jié)點中所需的尺寸，該軟件即可通過節(jié)點數(shù)據(jù)庫中預設的原則實現(xiàn)對節(jié)點的生成，并能隨著構件位置的變化或截面的改變而發(fā)生相應變化，對涉及深化及提高出圖速度方面發(fā)揮重要作用。此外，當項結構復雜或曲面較多且數(shù)據(jù)庫無適合的構件界面及節(jié)點時，用戶可通過TeklaStructures軟件的自定義節(jié)點功能完成設計及滿足實際要求，提高了該軟件的通用性。

3.4統(tǒng)計工程量與展示投標

在統(tǒng)計工程量時，由于鋼結構工程中使用的各類材料品種繁多，需要區(qū)分截面形式和構件類別。用戶可以在建模初期為模型分類定義相應的工程量信息，在運行合格后再一并匯總各項需要統(tǒng)計的信息，利用軟件報表輸出功能預先設置要相應部分欲輸出核對的信息分類輸出，這樣既能降低錯誤率，還能縮短工程量的匯總時間。

3.5碰撞檢測

鋼結構工程中的節(jié)點是復雜多樣的，實際工程安裝過程中可能會出現(xiàn)節(jié)點零件之間發(fā)生碰撞，與混凝土組合部分或與管道搭接時也有可能發(fā)生碰撞。應用BIM技術軟件的對碰撞檢測功能，可以檢測全工程結構及節(jié)點的合理性，工程整體施工安裝的效率會有明顯提高。

4結束語

隨著時代的不斷發(fā)展，對建筑工程建設和管理提出了更高的要求，鋼結構工程越來越多，傳統(tǒng)的設計和管理方法已經不能滿足時代的要求。因此應該在工程管理中，加大對BIM技術的應用力度，深度挖掘其內在的價值，并制定細致化的技術應用策略，讓該技術在鋼結構工程施工中真正發(fā)揮出作用，此外還應該做好對技術人員的培訓工作，讓他們掌握正確的技術使用方法。

參考文獻：

[1]BIM技術在鋼結構工程建設階段的應用[J].郭占鋒.建材與裝飾.2018（48）.

[2]BIM技術在某鋼結構廠房中的應用[J].連勇，武鵬.建材技術與應用.2018（06）.

（作者單位：北京市機械施工集團有限公司）