論BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的實(shí)際應(yīng)用

陳青青

摘? 要：國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑領(lǐng)域?qū)袢粘Ｉ畹挠绊懸踩找婷黠@。鋼結(jié)構(gòu)工程作為建筑領(lǐng)域中的重要組成部分，越來越多鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)在城市中，現(xiàn)代化城市發(fā)展面貌也因此煥然一新。而BIM技術(shù)的出現(xiàn)，更是為鋼結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展注入了強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力量。本文便對BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的實(shí)際應(yīng)用開展論述與探討。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);鋼結(jié)構(gòu);工程應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU758.11;TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-9052（2021）10-00-02

BIM技術(shù)人們又稱為建筑信息模型技術(shù)，通過在工程領(lǐng)域中有效運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠使大量工程信息實(shí)現(xiàn)高效、快速地傳輸。同時(shí)，對這些工程信息充分利用，將其作為模型構(gòu)建基礎(chǔ)，以此實(shí)現(xiàn)對建筑物三維模型的有效構(gòu)建，從而使建筑物的施工及使用過程得到真實(shí)模擬。在工程項(xiàng)目中充分運(yùn)用BIM技術(shù)，可以使建筑物在全壽命周期中的管理效能得到極大提升，有效彌補(bǔ)工程設(shè)計(jì)、維護(hù)、施工等各個(gè)階段中存在的不足，同時(shí)也為工程人員對工程項(xiàng)目開展更加細(xì)致化、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)[1]。

一、工程特性

（一）材料特點(diǎn)

眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)是由大量鋼材作為原材料的，而鋼材的材料特性強(qiáng)度大、塑性好、韌性強(qiáng)。正是由于在鋼結(jié)構(gòu)工程中采用了大量鋼材，使得鋼結(jié)構(gòu)工程的整體重量變得更小。相比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工程，鋼結(jié)構(gòu)工程有著非常明顯的重量優(yōu)勢，尤其是對大跨度的工程結(jié)構(gòu)而言，這種重量優(yōu)勢會(huì)變得更加明顯。

（二）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

對鋼結(jié)構(gòu)工程來說，采用得大量鋼材是通過焊接形式進(jìn)行連接的，這也使鋼結(jié)構(gòu)工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得非常均勻。相比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程，鋼結(jié)構(gòu)工程在受力狀況上得到了有效改善，而且能夠有效貼近計(jì)算階段的模型，優(yōu)勢在于工程人員能夠更加科學(xué)地開展工程結(jié)構(gòu)分析，進(jìn)而使鋼結(jié)構(gòu)工程具備更高的可靠性。相比其他材料所組成的結(jié)構(gòu)來說，鋼結(jié)構(gòu)工程在安全性和穩(wěn)定性方面有著更加突出的表現(xiàn)。同時(shí)，通過鋼結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用，能夠使人們對建筑功能性的需求得到有效滿足。更重要的是，地質(zhì)災(zāi)害會(huì)對工程結(jié)構(gòu)造成極大破壞，而鋼結(jié)構(gòu)工程則能夠有效抵御地質(zhì)災(zāi)害，其具備良好的抗震性能，這能夠使人們的安全需求得到有效滿足。

（三）工藝特點(diǎn)

從鋼結(jié)構(gòu)工程的工藝特點(diǎn)來看，鋼結(jié)構(gòu)工程所采用的大量鋼材都是通過工廠來進(jìn)行制作的。工廠在對這些鋼材進(jìn)行制作時(shí)，需要通過鋼材軋制方法來進(jìn)行，確保這些鋼材在經(jīng)過一系列加工以后，能夠形成統(tǒng)一的規(guī)格和尺寸，進(jìn)而滿足鋼結(jié)構(gòu)工程的使用要求。鋼結(jié)構(gòu)工程中采用的各種構(gòu)件都需要對鋼材進(jìn)行相應(yīng)加工，這些加工與制作流程需要得到相應(yīng)簡化，才能有助于優(yōu)化建筑施工，從而順利完成整個(gè)建筑物的裝配式施工。當(dāng)然，鋼材自身所具備的材料特點(diǎn)，使鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中極易受到腐蝕或銹蝕，而且鋼結(jié)構(gòu)工程并不具備較好的耐火性[2]。考慮到鋼結(jié)構(gòu)工程在這些方面存在一定的局限性，所以需要針對這些不足來加以改進(jìn)和優(yōu)化，使鋼結(jié)構(gòu)工程具備更高的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)工程有著較高的強(qiáng)度和韌性，在塑形方面也有著較好的表現(xiàn)，使其相比其他類別的結(jié)構(gòu)工程有著更加明顯的優(yōu)勢。而且鋼結(jié)構(gòu)工程的施工速度更快，在施工效率方面有著更加明顯的優(yōu)勢，能夠使工程成本得到極大降低。

二、BIM技術(shù)在工程中的應(yīng)用價(jià)值

隨著科技的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)施工過程中所采用的各類技術(shù)已經(jīng)變得日趨成熟，這也使城市建設(shè)過程中對鋼結(jié)構(gòu)工程有了更大程度的運(yùn)用。與此同時(shí)，人們對鋼結(jié)構(gòu)工程也有了更多功能需求。在現(xiàn)代化城市建設(shè)中，各種鋼結(jié)構(gòu)建筑物不斷林立，鋼結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。與此同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)工程的整體形式變得越來越復(fù)雜，這也造成鋼結(jié)構(gòu)工程的安裝與管理存在更大難度。并且在各類構(gòu)件制作及安裝的過程中，安裝和管理部門不同，部門之間并未進(jìn)行有效溝通，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程中的某些構(gòu)件在制作以后，難以達(dá)到使用要求，進(jìn)而浪費(fèi)了寶貴的施工時(shí)間。除此之外，工程人員往往需要花費(fèi)很大精力來對圖紙信息與工程信息進(jìn)行核對，這也導(dǎo)致工程人員所需處理的工程任務(wù)量變得十分龐大，進(jìn)而使其很難投入較多精力和時(shí)間來應(yīng)對其他事情。為了解決這些問題，就要對BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。對BIM技術(shù)來說，該技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中有著極高的應(yīng)用價(jià)值，主要體現(xiàn)在以下方面：其一，BIM技術(shù)可以將鋼結(jié)構(gòu)工程所涉及的各類信息進(jìn)行有效集成，使其統(tǒng)一展現(xiàn)在同一個(gè)三維模型中，這樣工程人員可以依據(jù)該模型來直觀理解這些工程信息;其二，BIM技術(shù)可以對工程信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，從而幫助工程人員快速獲得所需的相關(guān)信息;其三，BIM技術(shù)能夠保證信息的快速更新，當(dāng)某一工程信息發(fā)生變化時(shí)，其他關(guān)聯(lián)的工程信息也會(huì)隨之變化，能夠大幅減少工程人員對工程信息逐一修改所花費(fèi)的時(shí)間。

三、BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的實(shí)際應(yīng)用

（一）工程建模應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)工程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助工程人員根據(jù)管理需要來建立各種類型的數(shù)據(jù)庫，如鋼結(jié)構(gòu)工程的構(gòu)件數(shù)據(jù)，包括構(gòu)件截面形式、加工信息、安裝位置、構(gòu)件材料等。通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的工程信息，能夠使工程人員順利構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)工程的三維模型，工程人員還可根據(jù)實(shí)際需要來自由組合這些構(gòu)件，以此形成對應(yīng)的構(gòu)件安裝方案。同時(shí)，工程人員也能依據(jù)這些構(gòu)件信息來做出便捷的工程信息統(tǒng)計(jì)與后期管理，極大提高了管理效率。在鋼結(jié)構(gòu)工程中，利用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對整個(gè)工程建筑的快速建模，進(jìn)而幫助工程人員對鋼結(jié)構(gòu)工程中涉及的各類工程信息進(jìn)行快速統(tǒng)計(jì)與分析，工程管理效能也因此得到極大提升。

（二）工程細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)與成圖自動(dòng)化

將BIM技術(shù)應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)工程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)工程各方面細(xì)節(jié)的科學(xué)化設(shè)計(jì)，還能進(jìn)行工程制圖。BIM軟件中配置了相應(yīng)的圖紙管理器，工程人員可以利用圖紙管理器來對各類施工圖紙進(jìn)行劃分，以此明確其具體類別、功能及用途，進(jìn)而使繪圖人員花費(fèi)更少的時(shí)間來對這些圖紙文件進(jìn)行科學(xué)管理，工程圖紙的繪制精度也因此得到極大提升。工程人員可以通過BIM技術(shù)來設(shè)置各類構(gòu)件的規(guī)格、尺寸，并且可以明確構(gòu)件的細(xì)節(jié)節(jié)點(diǎn)位置，依據(jù)預(yù)設(shè)的節(jié)點(diǎn)信息來運(yùn)行設(shè)定的參數(shù)，進(jìn)而確保工程施工能夠按照相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)預(yù)設(shè)要求來進(jìn)行節(jié)點(diǎn)拼裝。BIM軟件可以優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)工程三維模型的各個(gè)細(xì)節(jié)，進(jìn)而確保其得到科學(xué)有效的設(shè)計(jì)，使整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程的可靠性得到有效提高[3]。

（三）開展整體性的三維模型分析

在鋼結(jié)構(gòu)工程中，利用BIM技術(shù)來構(gòu)建三維模型，可以引入相應(yīng)的外荷載，幫助工程人員對鋼結(jié)構(gòu)工程的整體結(jié)構(gòu)實(shí)施受力實(shí)驗(yàn)。由BIM軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，然后輸出相應(yīng)的圖像與文本，這樣工程技術(shù)人員便可依據(jù)這些圖像與文本來作出科學(xué)的分析與判斷，以此了解建筑結(jié)構(gòu)在各種荷載情況下的變化現(xiàn)象。除此之外，在鋼結(jié)構(gòu)工程中可以將許多不同類型的BIM軟件綜合應(yīng)用，能夠使技術(shù)人員對輸出結(jié)果進(jìn)行多層面對接式分析，進(jìn)而極大提高技術(shù)人員對鋼結(jié)構(gòu)工程的判斷準(zhǔn)確性。

（四）構(gòu)件碰撞檢測

對鋼結(jié)構(gòu)工程來說，涉及的節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，而且非常復(fù)雜。施工技術(shù)會(huì)對整個(gè)工程施工有非常明顯的影響，使得這些節(jié)點(diǎn)極易發(fā)生碰撞。例如，在鋼結(jié)構(gòu)施工中可能存在管道和混凝土發(fā)生搭接碰撞的問題，通過BIM技術(shù)可以有效解決該問題。工程技術(shù)人員可以利用BIM技術(shù)來對鋼結(jié)構(gòu)工程的三維模型實(shí)施碰撞檢測，這樣能夠幫助其對節(jié)點(diǎn)碰撞位置做出準(zhǔn)確判斷，并采取相應(yīng)的措施來加以預(yù)防，進(jìn)而有效降低構(gòu)件在安裝過程中發(fā)生的碰撞概率，同時(shí)也有助于提高各類構(gòu)件在鋼結(jié)構(gòu)工程中的安裝施工效率。

（五）工程量計(jì)算與統(tǒng)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)工程中，除了要應(yīng)用大量鋼材以外，還要應(yīng)用到其他原材料，而這就需要工程人員按照相應(yīng)的截面形式與構(gòu)件類型來作出劃分，以確保整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程得以順利施工。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以幫助工程人員科學(xué)計(jì)算與分析工程量。BIM軟件會(huì)對這些信息進(jìn)行匯總與統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行報(bào)表輸出，而工程人員只需對這些輸出信息進(jìn)行核對即可，這樣可以使工程量的計(jì)算與匯總效率得到極大提高，更重要的是能夠有效避免計(jì)算錯(cuò)誤的發(fā)生。同時(shí)，BIM信息共享板塊，可以使工程設(shè)計(jì)理念得到更加明確的體現(xiàn)，進(jìn)而使工程人員對設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)要求有更加充分的理解，從而保障整個(gè)工程項(xiàng)目的有序開展。

四、結(jié)語

綜上所述，在科技的帶動(dòng)下，BIM技術(shù)正逐漸被引入鋼結(jié)構(gòu)工程中。BIM技術(shù)的應(yīng)用使鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中存在的各種問題得到了有效解決，工程的施工質(zhì)量及效率也得到了極大提升。對于鋼結(jié)構(gòu)工程人員來說，需要充分認(rèn)識(shí)BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，積極總結(jié)其在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，了解工程應(yīng)用過程中存在的不足，并加以改進(jìn)，這樣才能最大限度地發(fā)揮BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：董維）