BIM技術在鋼結構工程中的應用探析

黃中民 陳 文 王嚴俊

中建八局第二建設有限公司 山東 濟南 250014

引言

BIM技術簡單的來說就是建筑信息模型。BIM技術建立的相關模型可以實現對建筑施工項目的全過程管控，在后期建筑施工過程中可以將該模型進一步細化并投入使用[1]。該項技術運用在建筑工程中可以最大限度的避免建筑在設計、施工、運維等階段出現的信息斷層，便于相關技術人員進行數據的核算。

1.鋼結構工程的特性解析

1.1 鋼材強度特點

鋼結構工程中對于鋼材的強度有著嚴格的要求，所使用的鋼材必須要具備韌性較強、可塑性好、強度較高的特點[2]。利用具有這種特性的鋼材可以保障鋼結構工程內部結構較輕的自重，相比鋼筋混凝土搭設的結構，不僅重量上無法和鋼結構相提并論，當遇到工程結構跨度較大，結構面積較大的時候，鋼結構均可以輕松解決。

1.2 鋼材結構特點

建筑施工項目中多使用鋼結構的原因之一就是，鋼材內部的結構更加均勻，這種均勻的結構特點使鋼結構的整體受力情況計算值最接近模型計算值，不僅可以幫助現場的技術人員更好的對鋼結構進行分析和計算，還可以保障建筑施工過程中的結構具有更高的穩(wěn)定性和安全性，從而確保建筑施工質量，同時還可以使建筑施工更加貼近人們的需求，滿足人們對于建筑的功能性要求，例如：抗震需求等[3]。

1.3 鋼材的制作特點

在當前社會背景下，鋼材的生產手段已經由原先的半人工半機械轉變?yōu)榱斯S化制作，并利用了軋制型材的方法，不僅保障了所生產的鋼材規(guī)格一致，型號尺寸滿足要求，同時質量也得到了保障，最大限度的滿足了施工現場的實際需求。工廠化的加工方式極大的提升了加工效率，制作流程的優(yōu)化，效率的提高，都使鋼結構的質量和成本優(yōu)化有了質的飛躍。但鋼結構并不全是優(yōu)點，例如鋼結構容易被銹蝕和腐蝕，且耐火性較差，遇到極端天氣時要及時采取相關措施，保障鋼材不會被銹蝕[4]。建筑施工過程中鋼材存在的這些問題技術人員對其進行研究，促使鋼結構工程的質量進一步的提升。

正因為鋼結構工程具有以上特性，相比于其他結果而言更適合使用在建筑施工當中。因此，在建筑施工過程中許多工程都采用鋼結構或者勁鋼混凝土結構進行施工，不僅可以保障質量，還可以進一步的節(jié)約成本，為企業(yè)帶來更好地經濟和社會效益。

2.鋼結構工程中BIM技術的應用意義

當前我國發(fā)布了相關政策，估計建筑施工企業(yè)使用裝配式結構進行施工。在政府的大力推動下，鋼結構工程已經成為了未來建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。但在鋼結構工程中所運用的構件其生產及制作步驟都很復雜，且技術較為特殊[5]。如果需要提前生產相關構件，則需要對全項目的工程量進行統計，不僅工作量大，統計周期長，最關鍵的是數據的準確性較低，這一問題直接影響了鋼結構工程的推廣及運用。而BIM技術的出現可以將該問題充分的解決，這也是當前我國大力推廣BIM技術的原因之一。將BIN技術進行普及后，應用到鋼結構工程之中，促進鋼結構工程的大面積普及。同時BIM技術還可以使工程管理更加精確，為工程管理提供有效的助力，對于建筑領域的發(fā)展也有極大的好處。

3.BIM技術在鋼結構工程中的應用

就現階段我們國家的鋼結構工程技術已經逐漸成熟，鋼結構工程已經運用到了各類施工生產中，工程建設對于鋼結構工程的要求也越來越高。隨著我國建筑規(guī)模的不斷擴大，建筑的結構形式越發(fā)復雜，這不僅僅帶來了施工技術挑戰(zhàn)，同時也是對工程的安裝管理提出了更高的要求。

但實際施工生產中，卻存在著許多的問題。例如：在實際的構件制作以及結構連結的過程中，相關部門工作人員責任心不強，未在施工及設計過程中進行及時充分的交流，導致了生產的鋼構件不符合現場生產的實際需要，需要消耗更多的人力和物力對鋼構件進行了重新加工和設計，不僅耽誤了現場的施工進度，甚至還會產生一定的經濟損失。為了保障加工出來的鋼構件與設計圖紙一致，相關的工作人員需要對圖紙中鋼構件的信息做出全面的了解和分析，但這樣會在一定程度上增加了人員的工作量。BIM技術的出現就很好的解決了這一問題，利用BIM技術可以建立起一套完整的數據監(jiān)測系統并配備信息共享的功能，這不僅減輕了相關人員的工作量，同時還可以提升建筑施工項目的整體施工質量，改善項目施工的管理方式，具體可以表現為以下幾點。

3.1 利用BIM技術快速建立模型

鋼構件的制作過程中的數據有著極為嚴格的規(guī)定，例如：鋼構件所使用的材料，截面的選用形式，構件的加工信息等。許多企業(yè)已經開始利用BIM技術進行三維模型的構建，提供出完整的鋼結構工程模型來供技術人員進行參考，這樣不僅方便了現場安裝施工，同時也可以保障鋼構件制作符合實際生產需要，大大提高可效率及現場施工質量。也為項目的管理提供了可靠的信息。

3.2 BIM技術可完成細節(jié)設計及自動成圖技術

除了搭建模型，BIM技術還可以對圖紙進行更高效的處理，將系統內的圖紙進行分類，便于使用者的整體管理。不僅如此，BIM技術還可以做到對施工過程中所用到的各種構件的尺寸細節(jié)及使用部位等信息做出緊缺的設定，并按照相關系統數據將這些構件進行搭設和拼接，以保障拼裝符合節(jié)點預設的要求。通過BIM技術進一步的對相關模型完善，保障工程建設的質量。

3.3 運用三維模型進行整體分析

BIM技術所涵蓋的軟件種類較多，與其他獨立的軟件不同，BIM技術所涵蓋的軟件可以實現多層面的對接和分析，通過不同軟件和數據的反復驗證，可以得到最準確的數據。我們可以利用相關技術對建筑施工項目的外部荷載進行實驗模擬，將外部荷載添加到三維模型當中，并以此模型為基礎做建筑結構的受力實驗，通過實驗數據及相關現場的實際數據或圖紙等進行對比，可以根據此模型判斷建筑施工過程中使用的吊裝或者受力是否符合要求。

3.4 進行碰撞試驗的科學檢測

在鋼結構工程中，受多方面影響，其施工過程中易出現零件碰撞的現象。我們可以運用BIM技術幫助技術人員建立模型，通過模型碰撞試驗，確保施工過程中節(jié)點零件不會發(fā)生碰撞。在建筑項目正式開工前，將工程施工過程中的整體節(jié)點合理安排，并對構件的安裝做出合理的安排，并結合軟件來檢測構件安裝及結構的合理性，盡可能的避免施工過程中各種構件的碰撞，進一步保障整體的施工效率及質量。

3.5 BIM技術可用于投標工程量的展示

鋼結構工程施工過程中，所涉及到的材料種類眾多，這就需要相關的工作人員對構件的類型以及界面等可以準確的進行分析，以保障后續(xù)的施工順利。在利用BIM技術建模的初期，可以通過模型對工程量進行計算及分析，這樣不僅可以大幅度的降低相關人員的工作量，還可以減少計算錯誤，同時也可以為招標和投標提供更好的幫助，為項目良好的開展奠定基礎。

3.6 信息標注管理和質量定位

借助BIM技術，把具體測量得出的數據用條形碼或是二維碼的形式呈現，借此來方便管理及其監(jiān)理從業(yè)者，借助掃碼能夠充分掌握鋼結構工程實際的施工進度、質量與構件所需要安裝的具體位置。并且，依靠BIM技術和全站儀這些儀器設備的結合，可以明確構件的位置，同時將此空間坐標當作根據開展防線作業(yè)。

3.7 安全和質量的協同管理

就安全防護這個教學來說，需要成立安全防護組，同時借助施工進度的要求，在鋼結構模型當中完成防護部位和防護設備的制定，像是基坑防護、洞口防護及其樓層臨邊這些。其中所牽扯的材料和構件運用，能夠借助工程量設計進行達成。并且，因為智能化技術的進步，目前在建筑工程中運用BIM技術，通?？梢院褪謾C做好連接，這樣就能夠借助管理平臺上傳鋼結構的模型，讓手機用戶可以及時獲取所共享的數據信息。然而把這種模式運用到安全個和質量的管理環(huán)節(jié)， 就能夠把存在安全隱患及其質量問題的部位借助上傳照片進行報告，借助遠程操作完成對安全和質量的管理。

結語

綜上所述，BIM技術在運用到鋼結構工程中可以為建筑施工帶來益處，還可以實現建筑施工流程更為精細化和全面化的管理。與傳統的工作形式相比，BIM技術具有更多的優(yōu)勢，可以為相關工作人員帶來更多的便捷。在當前的生產背景下，提升相關信息的傳遞效率，保障施工質量，是未來建筑工程領域鋼結構工程的發(fā)展目標之一，利用BIM技術不斷改革實踐，保障建筑工程質量與進度的和諧統一。