BIM技术在钢结构厂房制作安装中的应用李静

BIM技术在钢结构厂房制作安装中的应用李静

李静余辉

同创钢构建设有限公司山东济宁272000

摘要：现在我国软件厂家还没有涌现出商品化的BIM软件，我们所用的还都是来自进口的，因为和它相配套专业的软件不够全面及受设计规范制约，软件还不可以完全用在专业的设计方面，还只在建模方面。这就加大了项目的设计资金，并且该模型到施工环节时，因为无合适的平台和工具增加和集合施工的相关信息，从而不能实现支持施工和管理的信息平台，再者缺少配套的软件，导致BIM在施工阶段的运用面临建模方面的难题、还要额外增加资金、软件不合适等很多因素，妨碍了BIM技术在施工阶段的实际应用价值。

关键词：BIM技术；钢结构厂房；制作安装；应用

1引言

BIM技术（又称建筑信息模型），是近些年信息技术在建筑业快速发展的必然结果。其实质为通过专业软件，将建筑物系统和全部构件参数化、信息化，以三维可视化的形式形象直观地对建筑物进行分析、修改和设计，并生成加工制造、现场安装等阶段施工所需的文件。传统的钢结构厂房建造过程在设计、深化设计和安装制作等阶段存在效率低下、工作繁琐、资源浪费、信息丢失等问题。钢结构厂房结构较复杂、涉及专业较多，很容易产生各个专业在不同阶段使用各自的模型，信息沟通不及时、最终与其他专业发生碰撞、冲突等情况的发生。应用BIM技术，可以很好地解决此类问题。

2对BIM技术的简介

BIM技术，即建筑信息模型技术，是指建模过程中数据化处理整个项目，之后再向计算机中输入已经分类的数据，将数据模型获得。从概念上看，BIM技术包含狭义和广义两种，在狭义方面，BIM为工程数据模型，其建立的基础为三维数字技术，模型有机的融合了建筑工程项目中的各种信息，同时，BIM可以数字化表达工程项目设施实体及功能特性；在广义方面，BIM是一种管理方法，项目生命期的项目数据、建筑设计均融合到管理中，且集合了技术、过程和政策。无论何种定义，都可以显现出BIM技术的三项特征，即完整性、相关性、协同一致性。

3钢结构的特点

其钢混的结构是由型钢和混凝土组成，包含外层的钢构架或者型钢的混凝土、钢管的混凝土构造和钢筋混凝土的核心筒所形成的框架；核心筒的结构，及其由外围钢框架或型钢混凝土、钢管混凝土框筒与钢筋混凝土的核心筒所组成筒中筒的结构。其在建立模型层次的重点及难题：该工程在深入策划时要重视整体钢结构的建模金准度及系统性；其重点是由于结构分段的定位，要对接口进行设计，焊缝的收缩进行量化补偿；对现场的焊接进行图纸展示。钢结构的工程布置繁琐，要求组合建模，是该工程设计施工中的最难点。

4BIM技术在钢结构厂房制作安装中的应用

BIM技术在钢结构厂房中的应用可以为从业主、到项目管理公司（总承包）到工程竣工的全过程提供技术支持。一方面可以对建筑设计、工艺设备、钢结构和消防进行碰撞检查，另一方面又可以对工期和成本进行管理，并可分别提供钢结构在建筑设计、工艺设备、钢结构和消防中的模型。BIM技术可以在结构设计中采用PKPM软件或者Staad/Pro建立BIM模型，并且可以导出为IFC或者CIS/2的格表进行描述。而这方面恰恰是BIM技术的优势，BIM技术不仅可以直观的对实体进行模拟，更重要的是可以对输出的结果进行展示、计算。相对于传统计算工作量大、工作时间长、计算结果准确率低等问题，BIM技术可以直接生成造价预算和工程量表格。此外，BIM技术提供的三维效果图、漫游、动画等技术可以让非专业人员清晰直观地对项目进行快速了解。

4.1BIM技术在结构设计中的应用

受到国内结构标准与国外不统一等因素影响，BIM技术在结构设计中的应用受到极大限制。国内结构设计多选择PKPM软件，PLPM与BIM软件接口的研发相对较迟。结构设计中BIM技术的应用，首先安装Tekla软件与Staad.pro软件，在Tekla软件中建立相应的物理模型和分析模型，之后将分析模型导入Staad.pro软件，展开荷载组合、力学分析等工作，最终实现对截面的优化，将所优化的截面导入Tekla软件，完成设计。结构设计阶段BIM软件的应用，不仅能够进行结构荷载计算，同时还能更好地服务于详图深化和报价服务。在报价阶段服务方面，可将结构设计模型导入BIM软件，节约手工数据所花费时间，在详图深化阶段，将模型导入TeklaStructures软件，节约模型搭建时间。

4.2BIM技术在加工制造中的应用

BIM技术在钢结构加工制作中目前应用已经十分广泛，由于钢结构公司往往会进行深化结构设计，为了更好地应用BIM技术，可以将加工制作和钢结构的深化阶段有效结合。BIM在加工制作中的应用流程为：首先详图设计人员会在结构工程设计师导出的BIM模型的基础上，导入软件TeklaStructrues中，从而可计算得到截面核定后的框架，然后参照设计院提供的模型节点图，将得到的节点导入至模型中，经核对后，生成便于加工制作的零件图或构件图。BIM在加工制作中的应用效果主要集中在3D模型、3D节点、图纸自动化和碰撞检查等领域。

4.2.13D模型

以往的模型采用CAD平面图纸进行放样，很难从全局考虑，遗漏连接孔等问题时常发生。而使用BIM软件之后，可以更加直观和便捷地显示整个模型，工程师可以更加方便地根据三维模型增加构件或节点。

4.2.23D节点

3D节点可以非常直观地显示出节点的细节，工程师可以根据设计师的要求，增加所需节点或者构件，同时也可以很好地避免扭剪型螺栓或者高强度螺栓在安装过程中空间不够的问题。

4.2.3自动化生成图纸

TeklaStructures软件功能十分强大，可以根据用户要求，自动将零件和构件在模型中搭建好，生成三维零件图和构件图。

4.2.4碰撞检查

钢结构厂房管线数量多且相当复杂，如果在建造过程中出现管线碰撞交叉的情况，一方面会造成返工，影响工期，另一方面也会增加成本，造成浪费等。所以，前期解决好管线碰撞问题是十分必要且关键的，首先可以将该钢结构厂房的各个模型构件导入到Navisworks平台中，该平台可以自动生成碰撞报告，经处理后发给各个专业的相关负责人，由业主组织各个专业负责人进行沟通协调，解决碰撞问题。

4.3BIM在现场安装中的应用

BIM技术应用在现场安装中，可发挥出非常重要价值和作用，能够为安装人员提供更为直观感受，制作3D模拟安装示意图和3D安装图，同时附加时间和空间方面信息。利用Tekla公司的TeklaBIMsight软件，能够直接导出模型，利用智能电脑、笔记本等打开，不需要翻阅安装图，可在计算机中找到相应位置构件编号和数量等，提高安装的直观性和便捷性。比如，现场吊装用模块图和安装照片，从安全性角度出发，可将项目分为多个不同模块，直接进行梁、柱、支撑等的统一吊装，减少高空作业量，在提高施工效率的同时更好地保证施工人员安全。模块化吊装过程中，分区加工和打包难度非常大；另外，有构件可能需要直接运送至海外工地，面临加工制造、运输以及安装过程追溯等方面问题，利用BIM技术，能够实现对不同阶段数据的汇总，之后与采购所使用的钢板相对应，满足全过程追溯需要。

5结束语

BIM技术应用在钢结构厂房建造中，具有提供及时准确的基础数据、碰撞检查、虚拟施工指导等方面优势。钢结构厂房建造中BIM技术的应用主要集中在投标报价、结构设计、加工制造和现场安装等方面，能够在提高施工效率的同时节约施工成本，保证施工质量和安全，更好地满足钢结构厂房建造实际需要，取得理想的建设质量和建设效益。

参考文献：

[1]王天书.BIM技术在门式刚架轻钢结构厂房加固中的应用研究[D].安徽建筑大学，2017.

[2]丁秉威.基于BIM技术的轻型钢结构厂房蒙皮效应动力分析[D].华北水利水电大学，2017.

[3]常治国，杨晖柱，张其林，满延磊，王轩，张敏千.基于BIM技术的钢结构厂房设计软件[J].土木建筑工程信息技术，2013，5（03）：8-13.