BIM技术在建筑钢结构中的应用

BIM技术在建筑钢结构中的应用

陈明明

哈尔滨东安建筑钢结构有限公司黑龙江哈尔滨150000

【摘要】在建筑工程结构设计中，为了保证设计质量，人们将BIM技术应用其中，并取得了很好的效果。本文根据实际建筑结构设计经验，总结了BIM技术特征，并从BIM技术在在实际建筑钢结构中的应用办法出发，论述具体应用价值，希望对相关工作能起到一定帮助作用。

【关键词】BIM；建筑钢结构；应用

前言随着社会经济的不断发展，人们对建筑工程结构需求日益提升，建筑工程的数量和规模也在不断扩展。在整个建筑工程项目中，建筑结构设计的好坏，决定着建筑工程安全，这也让BIM技术在建筑结构设计中的作用有效突显出来。因此，BIM技术在建筑结构设计中的应用分析显得十分重要，为建筑行业实现可持续发展提供基础。

1.BIM技术的技术特征

1.1信息集成

在开展建筑结构设计时最，常用的方式就是建模，BIM技术对建模的帮助很大，凭借信息集成，可以将全部结构设计信息进行集合，并实现统一分析和运用。在设计过程中，BIM技术可实现所有设计人员在同一平台上开展工作，有利于设计目标的统一。在这个背景下，建筑结构的设计必然对设计人员的专业素养有很高的要求，而且需要其借助专业的技能，从而达到资料一体化的形式。众所周知，数据的整合是资料系统的关键部位，占据十分重要的地位，一般来说，数据库主要会涉及到以下方面：建筑结构几何长度、空间数据、建筑设计原料、各个建筑构件的性质、连接方式等，这一系列的统计都离不开计算机的帮助。通过上述的表述就可以看出，若想将信息在第一时间进行整合，就必须要避免原有技术的限制，这对建筑结构的设计是非常有益处的，而且对整个建筑领域的意义也是非同凡响的。

1.2协同设计

可以为设计人员提供良好的设计平台，突破空间与时间限制，让设计人员之间进行有效沟通和交流，实现信息的及时传递。其他方面来说，通过应用BIM技术，不仅可以遵循不同专业设计原则，还可以自动检测建筑构件之间相互影响，提高了设计团队沟通效率，更加减少了设计的存在的缺漏碰撞，使得建筑工作能够尽早的完成，也使各项工作变得更加协调。

1.3工作传递

BIM技术的应用，使各种工作数据更好的关联。在设计及修改了某项内容之后，能够将修改的信息自动反馈至受影响的构件中，而不需要自己更改连接、不用独自处理图纸。此外，模拟施工这项活动也可以通过BIM来进行，在这种情况下，工程师大大节省了设计时间，提升了设计效率而不需要对不同的因素进行更好的分析，而且不用构建多个模型。

2.钢结构BIM在生产制作过程中的应用

2.1BIM模型产生的数据信息

BIM技术的引入，使钢结构加工制造流程变得简单，BIM模型输出的各类信息除了能快速生成加工清单、工艺路径设定等进行有效组织生产外，在异形板材自动套料、数控切割及自动化焊接、油漆喷涂等加工工序中的作用显得尤为显著。以下是通过BIM模型产生的各类数据格式的文件信息:①CNC:机床G代码使用格式②DSTV:数控加工设备使用的中性文件；③SDNF:基于文件的钢结构软件数据交换格式；④CIS/2:基于数据库技术的钢结构软件数据交换格式；⑤IFC:建筑产品数据表达与交换的国际标准，是建筑工程软件交换和共享信息基础；⑥XML:为互联网的数据交换而设计的数据交换格式，在因特网发布模型以供查看。

2.2BIM数据和生产组织管理

在传统钢结构加工过程中，绝大部分企业通过手工管理图纸、清单、工艺卡片和工作指令来组织构件和零件的加工，但在整个组织管理中，往往对车间各工位、各设备的实时加工情况很难获取准确的信息，以致于经常处于被动的计划调整过程中，为此建立一个适用于钢结构加工的数字化生产管理平台显得尤为重要。数字化生产管理系统的建立将打破原有层层下达指令、层层反馈进度的组织模式，通过扁平化、一体化的生产协同信息平台（包含模板化的工艺流程、初始化的设备属性、人员情况等），有序地将加工指令信息直接下达到工位，并在工位完成加工工序后，及时将信息反馈到平台。这一数字化系统源于由BIM输出的初始数据信息。

2.3零部件加工自动化

BIM的出现能够方便地输出NC数控数据文件（使用DSTV格式创建），数据文件包含了所有关于这个零件的长度、开孔位置、斜度、开槽和切割等的坐标信息，以便设备能够识别。对于异形板材的切割、钻孔等加工需要另加人一个套料的动作，以便提高板材的利用率。目前，一些自动套料排版软件，可将BIM输出的NC文件夹中的多个NC文件进行批量转人，为前期数据输入节省大量的时间，并保证所有输人数据的准确性。同时，在获取NC文件的零件信息后，将输入的所有零件按钢板厚度不同、材质不同自动进行套料分类，完成每组零件的套料任务，大大减少了人为进行钢板厚度和材质分组的工作，实现了多种钢板厚度、多种材质的零件同时批量进行套料的功能。

2.4机器人焊接仿真技术与BIM技术

机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。钢结构焊接轨迹单件多样性的特点，示教再现型机器人已不能满足需求，取而代之的是离线编程与路径规划技术以及系统仿真技术可作为主要解决方案。机器人在研制、设计和试验过程中，经常需要对其进行运动学、动力学性能分析以及轨迹规划设计，而机器人又是多自由度、多连杆空间机构，其运动学和动力学问题十分复杂，计算难度很大。因此，通过IGES和STEP等格式，可方便地将钢结构BIM与机器人三维仿真系统连接起来，结合机器人焊接工艺数据库等，完成焊接机器人的“前端数字化”一离线编程系统，最终解决钢结构机器人焊接的问题。

结语：总之，在建筑工程结构的设计过程中，所涉及的专业知识较多，且具有建筑生命周期长、建设周期短的特点，所以传统的技术己经无法满足建筑工程低消耗和低污染的要求。因此，通过将BIM技术合理地应用到建筑工程结构的设计过程中，能够更加快速地完成建筑工程的施工量，保证建筑工程的质量。

参考文献

[1]王芳．探讨BIM技术在钢结构中的实际应用[J].中国建筑，2014(08)

[2]高超.论我国钢结构设计的应用策略[J].建筑科技，2015（21）