大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及BIM應(yīng)用研究

楊柳

摘 ? ?要：隨著我國建筑行業(yè)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，在建筑工程當(dāng)中越來越多的應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)工程施工。為了更好的將大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用到建筑工程當(dāng)中，順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，將BIM技術(shù)應(yīng)用到大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中。這樣可以進(jìn)一步的提高大跨度鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量、施工安全以及施工效率。文章首先對BIM技術(shù)的概念與特點進(jìn)行簡要闡述，其次就現(xiàn)階段我國大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程當(dāng)中的難點進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最后針對BIM技術(shù)在大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討與研究。

關(guān)鍵詞：大跨度鋼結(jié)構(gòu);BIM技術(shù);施工技術(shù);應(yīng)用研究

1 ?引言

建筑行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，近些年來，雖然得到了不小的發(fā)展，但是其發(fā)展速度越來越緩慢。這其中主要的一部分原因就是我國建筑行業(yè)屬于粗放型管理模式，建筑相關(guān)的工藝技術(shù)相對落后，沒有信息化的精準(zhǔn)管理平臺。這也給大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工帶來了一定程度的影響。隨著BIM技術(shù)的誕生，改變了傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計、施工以及管理模式，為建筑行業(yè)提供了一個新的創(chuàng)新方向?？梢哉f，BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑行業(yè)是其一次全新的業(yè)界革命，它為建筑行業(yè)創(chuàng)造出驚人的經(jīng)濟(jì)價值。

2 ?BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)就是借助計算機(jī)技術(shù)對其建筑工程進(jìn)行三維立體建模，然后再利用數(shù)字化技術(shù)將實際建筑工程的數(shù)據(jù)與所建立的三維立體模型相結(jié)合，構(gòu)建信息數(shù)據(jù)庫。由此可知，BIM技術(shù)不僅僅可以展現(xiàn)某一類特定的建筑信息模型，又可以展現(xiàn)建筑工程施工過程中某一項特定的工藝方案，可以說BIM技術(shù)是隨著時代的發(fā)展而產(chǎn)生的一種全新的建筑概念。

3 ?BIM技術(shù)的特點

3.1 ?可視化特點

在BIM技術(shù)中建立建筑信息模型，不僅可以展現(xiàn)出建筑工程的幾何模型相關(guān)的內(nèi)容，還可以將相應(yīng)的物理知識融入其中，形成多元化的知識融合，這樣一來就可以把建筑工程的實體以模型的形式展現(xiàn)給人們。不僅如此，BIM技術(shù)的可視化特點還包括建筑工程施工的進(jìn)度以及相應(yīng)的成本投入等內(nèi)容，可以根據(jù)相應(yīng)的進(jìn)度效果圖以及材料報表，及時、準(zhǔn)確、科學(xué)的對工程的各個階段進(jìn)行有依據(jù)的決策。

3.2 ?協(xié)調(diào)性特點

在一項建筑工程當(dāng)中，從剛剛開始著手策劃再到對其進(jìn)行設(shè)計以及后續(xù)的工程施工，都需要各方面相關(guān)單位與部門的積極配合和協(xié)調(diào)。像大跨度鋼結(jié)構(gòu)這種施工難度比較大的工程，更是需要大量的溝通與協(xié)調(diào)，借助BIM技術(shù)可以改變傳統(tǒng)模式中溝通與協(xié)調(diào)不足造成建筑工程相關(guān)的工作效率不高等情況。

3.3 ?優(yōu)化性特點

建筑工程的設(shè)計與運維這兩個階段，需要對其操作與管理進(jìn)行實時的優(yōu)化，通過利用BIM技術(shù)，可以更好、更科學(xué)、更合理的對相應(yīng)部分進(jìn)行優(yōu)化。特別是近些年，建筑工程的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對建筑的設(shè)計與施工要求更加的高，單單依靠人力很難確保建筑工程施工的質(zhì)量與效率。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以有效解決這一難題。

3.4 ?信息輸出性

通過將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工程當(dāng)中，可以實現(xiàn)對建筑物實體的可視化與形象化演示，同時還可以精準(zhǔn)、快速的進(jìn)行相應(yīng)的三維模型構(gòu)建以及生成相應(yīng)的檢查報告等，并將這些及時的提交給業(yè)主，這樣可以實現(xiàn)建筑工程相關(guān)信息的快速輸入與輸出。

4 ?大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工難點

目前來說，我國在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工的時候還存在著一些難點，具體如下。

4.1 ?施工技術(shù)相對復(fù)雜

在大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工的過程當(dāng)中，不但涉及到諸多的施工工序，而且有很多的工作都存在著交叉作業(yè)的情況，這就需要與大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工的相關(guān)單位與部門之間進(jìn)行大量的溝通與合作，因此，在施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)較為復(fù)雜的組織與配合工作。

4.2 ?現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)是應(yīng)用于大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工當(dāng)中的一種新興技術(shù)，它可以更好的對大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行拓展，同時還能對傳統(tǒng)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式的創(chuàng)新。這其中比較典型的例子有：張拉膜結(jié)構(gòu)形式等。

4.3 ?構(gòu)件精確度高

大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工在我國一般都屬于國家級的大中型建筑工程施工，在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工的時候，為了實現(xiàn)其自身的優(yōu)勢與特點，不僅是要求其施工質(zhì)量，還必須確保施工過程的安全。這就要求大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工中所涉及到的結(jié)構(gòu)件必須要有很高的精準(zhǔn)度，只有這樣，才能夠更好的保障大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量符合相關(guān)的設(shè)計要求與標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.4 ?焊接難度高

在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工的時候，會有非常多的焊接工作，而且要求焊接質(zhì)量要達(dá)到一級焊接標(biāo)準(zhǔn)，這不僅僅是增加了大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中的焊接工作量，同時，也增加了大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中焊接的難度。

5 ?BIM技術(shù)在大跨度鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

5.1 ?三維鋼結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)庫建立

在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工建設(shè)的時候，可以根據(jù)業(yè)主提供的二維圖紙，利用BIM技術(shù)對其鋼結(jié)構(gòu)件進(jìn)行三維建模并輸入到模型數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，實現(xiàn)二維圖紙向三維模型的轉(zhuǎn)換。通過建立相應(yīng)的模型數(shù)據(jù)庫，可以在工程施工的前期直觀的對整個大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程的整體結(jié)構(gòu)與施工流程進(jìn)行動態(tài)把握與了解，利用三維還原原理，可以對施工過程進(jìn)行模擬，這樣可以更好的對施工工藝進(jìn)行編制以及更合理的安排資源，這樣一來就可以在大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程項目在初期甚至是投標(biāo)階段就可以對整個的項目工程進(jìn)行科學(xué)的部署以及合理的規(guī)劃。這對工程的具體施工以及招投標(biāo)工作有很大的幫助。

5.2 ?結(jié)構(gòu)吊裝驗算及模擬

大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程中的重點與難點是吊裝的分析與計算，通過與BIM技術(shù)中的三維模型進(jìn)行結(jié)合，可以還原鋼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與吊裝模型，然后借助相應(yīng)的結(jié)構(gòu)軟件對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體或者是分片區(qū)的進(jìn)行重量以及重心的計算，同時，還可以對吊裝站位進(jìn)行模擬計算，這樣一來可以在很大程度上提高吊裝工藝的準(zhǔn)確性以及大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的安全性。

5.3 ?細(xì)部節(jié)點設(shè)計及碰撞檢查

在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工的時候，首先可以借助BIM技術(shù)對相關(guān)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件建立三維模型，然后在依據(jù)原有的大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計對其進(jìn)行科學(xué)的、合理的優(yōu)化。同時，還可以通過三維模型來構(gòu)造其截面繪制圖和進(jìn)行二次碰撞檢測。這些手段都可以在一定程度上提高大跨度鋼結(jié)構(gòu)有關(guān)的設(shè)計的合理性，降低其設(shè)計與施工過程不符的情況發(fā)生，進(jìn)一步提高大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工的質(zhì)量與施工工作效率。

6 ?結(jié)束語

綜上所述，隨著我國計算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代化信息技術(shù)等的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)也將迎來嶄新的發(fā)展模式，而BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用則有效的推動建筑行業(yè)的發(fā)展，不但可以在一定程度上降低大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工的難度，而且還能夠?qū)ζ涫┕す芾磉M(jìn)行科學(xué)、合理的優(yōu)化。雖然說我國目前建筑行業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)還不少很成熟，相關(guān)的法律法規(guī)以及實施標(biāo)準(zhǔn)也有待進(jìn)一步完善，但是，相信隨著我國綜合國力的不斷發(fā)展與進(jìn)步，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)，特別是大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程中一定會有更廣闊的發(fā)展空間。

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