BIM技术在钢结构施工中的应用

BIM技术在钢结构施工中的应用

崔海

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摘要：通过应用BIM技术对钢结构工程的设计、施工全程进行控制,能显著提高工程施工效率和降低工程建设成本。对此,文章首先分析了常规钢结构工程施工时存在的各种问题,然后利用BIM技术分析并研究了常规施工中遇到的问题,并针对遇到的问题制订了相应的应对方案,以保障钢结构工程的顺利施工。

关键词：BIM技术；钢结构；施工应用

引言

随着我国经济的快速发展以及建筑行业的进步,近年来,我国的建筑工程开始越来越多地使用钢结构作为建筑的基本材料和结构组成,钢结构的大量普及意味着BIM技术得到了快速的发展和进步。BIM技术,能建立一个虚拟的建筑,将业主对建筑的要求、具体施工、设计以及运营等一系列专业化服务呈现给业主,让业主进行挑选,确保建筑能够完全符合业主的要求。

1建筑钢结构工程施工的概述

1.1钢结构的概念

在目前的大型建筑工程项目中，无论是配筋率还是其他钢结构的应用都越来越多，也为建工的发展趋势指明了方向。首先，在一些大型厂房等建筑施工的过程中，为了加快工程建设的周期，提升建筑体防火、防震的建设需求，使用钢结构进行主体的骨架建设十分重要。钢材的搭建相较于混凝土的浇筑施工，能够明显缩短工程建设周期，只需要简单地拼接组装就能够完成基础建设工作。

1.2钢结构的特征

在钢结构工程建设的过程中具有与传统建筑工程施工不同的特征，也使得在更多的场合中增强了钢结构的应用。相较于传统的砖墙或混凝土结构工程，钢结构的建设能够更大程度上减轻建筑体自重，使其适用于一些高层或大型建筑。在进行建筑设计时，如果房屋本身的自重过大，对地基的负载要求更高，需要施工单位在前期投入更多的成本。钢结构的搭建技术较为简单，通过吊装焊接进行组装，不仅能够更好地保障施工单位的经济效益，还能够满足建筑体防火抗震的需求。

2BIM技术的发展现状

随着钢结构建筑因为自身施工速率快、社会效益和经济效益高等优点而被大众普遍接受，结构设计人员越来越注意钢结构设计。钢材的产量逐年提升为钢结构的推进发展提供的先决条件，国家也积极推进建筑产业的工业化和信息化的发展，轻钢结构和高层钢结构近年来发展数量越来越多。这为BIM技术的快速发展提供了可喜的条件，BIM技术发展不断完善，他的实际应用领域也逐渐广泛，从公共建筑逐渐向常规工业厂房发展。

3BIM技术在钢结构工程施工中的具体应用

3.1对设计的环节进行深化

对于钢结构工程而言，良好的设计至关重要。为了提高设计水平，就要确保设计图纸的内容更加合理，并对相应的细节进行优化，以确保后续加工制作和现场拼装有完善的指导文件。采用BIM技术可以对钢结构的设计进行深化，其所包含的软件比较多，如TeklaXsteel、Stru-CAD。设计理人员可利用软件的可视化界面对图纸进行深入设计，并通过三维模型展示出钢结构的各项信息。在制作模型的过程中，设计人员可以及时对模型中存在的问题进行调整。由于软件具备碰撞检查的功能，因此，一旦出现问题，就可以及时提醒设计人员进行处理。模型顺利创建完毕，并对信息进行确认后，就可以生成详细的施工图纸。这种方式不仅可以有效提高绘图效率，还可根据用户的需求自动生成，充分满足用户的需求。TeklaXsteel软件能够生成各种类型的详图，如平面布置图、构件图和零件图。此外，还可以采用软件生成与材料有关的统计表格。

3.2构建信息管理框架

进行钢结构施工时，采用BIM可以构建与工厂有关的信息管理框架。在管理框架中，主要包括各参与方的信息，在构建时，需要结合钢结构的设计与预制件生产情况，保证这一框架中包含所有的环节。应用BIM技术时，可以确保各项信息得到充分共享，提高信息的准确度。在建设信息管理框架时，要确保其贯穿于钢结构工程整个生命周期之中，使各项信息能够得到统一、集中地管理，使所有参与方能够发挥出各自职责，为钢结构施工的质量保驾护航。根据信息管理框架的内容，就可以对钢结构施工的信息进行有效采集，并对信息进行归类和分析，了解钢结构施工的情况。一旦发现有不合理之处，就可以及时进行修改，确保钢结构施工顺利开展。

3.3加工制作

传统的钢结构加工制作企业往往会依靠工作人员的力量把关各个环节，由于每个环节均十分重要，如果仅凭人力的作用，就会导致加工过程出现问题，使得材料质量无法得到进一步提升。管理人员并不能对材料的供应情况、设备运行情况和加工的具体情况进行实时监督与控制，一旦某一环节出现差错，就会出现更加严重的损失。因此，在进行钢结构制作时，需采用BIM技术构建先进的数字化管理系统，为企业提供有效的数据，保证每个环节得到实施监督与控制。采用BIM软件可以将各项数据存储到云平台之上，这些数据会对应每一道工序，方便操作者随时读取。这种方式可确保生产数据得到及时有序地传输，还可以将加工的信息反馈给平台。BIM软件中的模型可以展示出每一个构件的详细尺寸，还可以将其转化成多种格式的数据。比如，由于钢板的厚度不同，材质不同，采用BIM技术就及时识别出这些差异化的内容，对其进行自动分类，再导出NC格式的文件，将文件及时传输给数控机床，就可以完成相应的操作。在BIM软件的支持下，就可以提高钢结构的自动化加工水平。

3.4现场安装

对于钢结构有其自身的特点和优势，在应用钢结构时，需严格保障其安装的精准度。如果钢构件的尺寸比较大，在对其进行运输和吊装时会有许多不便之处，这就需要对其进行现场拼接。在选择拼接的位置时，要考虑到运输材料的车辆空间、吊车起重吨位和现场的安装条件等内容。传统的钢结构拼接点通常是由工程师依靠主观经验进行选择，采用BIM技术后就可以及时对钢结构的安装进行仿真模拟。在进行钢结构的吊装时，可根据模拟场景的要求和顺序进行预安装，安装完毕后，要对安装过程中存在的问题进行分析，并根据具体的问题对模型的拼装节点进行调整，还要及时修改施工图纸。在BIM软件中，Navisworks可以将已经建设完毕的模型进行输出，格式为NWC。在软件中打开后，就可以在Timeliner功能模块中导人施工进度计划Project文件。在导出这一文件后，还要确保每个构件与文件中的WBS子项进行连接。通过这种方式，不仅可以确保施工的全过程得到模拟，还可以对关键部位的施工进度数据进行及时的统计，使现场安装工作有合理依据，提高安装质量。

4BIM技术钢结构施工措施

4.1 加强人才储备，培养专业BIM 人员

随着建筑工程信息化技术的发展，越来越多的工程项目使用BIM 技术，随之而来的是项目组织结构的改变和参与人员能力的更新。企业应加强项目内部BIM 人员的培养，储备专业钢结构BIM 人员并应用于实践，以利于加深设计深度，降低造价成本，提高施工效率和施工质量。

4.2 做好软件接口，促进多专业协调

目前，国内建筑工程往往以Autodesk, Bentley 等作为主要BIM 软件，将土建、机电、精装修、管线综合等专业作为主要应用方向，但多数项目均没有使用钢结构BIM 软件的习惯，不同软件之间的信息传递方式尚未成熟，在多专业交互过程中不可避免地受到限制。

结束语：建筑信息模型化是未来建筑行业的发展趋势，BIM的研究对于钢结构建设项目可以实现建筑全寿命周期的管理，它将相关信息高度集成，具有很高的应用和推广价值。在今后的发展中将更好地促进我国现代建筑行业的发展。

参考文献：

[1]陈家帅.试析BIM技术在钢结构施工管理中的应用[J].居舍,2019(34):150.

[2]赵平.BIM技术在建筑钢结构施工中的应用分析[J].门窗,2019(22):84+86.