关于BIM技术在钢结构工程施工中的应用初探

关于 BIM技术在钢结构工程施工中的应用初探

程茁 1 姚崇磊 2

海南省 海口市 570100

摘要：BIM技术作为现阶段建筑工程中使用较为广泛较为新颖的新型技术，在钢结构施工技术中也得到了广泛的应用。本文主要介绍了BIM技术的概念，以及它的特点和优势；同时阐述什么是钢结构工程；最后从模型构建和碰撞检查、图纸内容会审、可视化交底与动态演示、工程量的统计信息标注管控与测量定位、安全与质量的协同管理、精算比对成本控制和模型的校正与维护八个方面，介绍如何将BIM技术应用到钢结构工程中。

关键词：BIM技术；钢结构；施工技术；应用

引言：

BIM技术作为现代建筑工程图纸绘制的主要技术，具有注文档详细、增强建筑工程各单位合作、降低施工成本和加快建设时间的优点。钢结构也是现如今建筑结构中使用最为广泛的建筑结构，因此将BIM技术应用到钢结构工程中是极为必要的，这样可以最大限度地提高建筑工程的效率、降低建筑工程的成本，可以使用最短的时间和最低的经济、人力成本，建设出使用寿命长、外观精致、强度高和环境友好的建筑工程。

一、BIM技术的概念

（一）什么是BIM技术

BIM是从项目开始、完成、管理到完成之后，在项目中添加和保存信息的方法。建筑信息模型背后是一个三维模型，它由每个组件的信息组成。这些信息非常细致和详细，涵盖了可以指定各个元素的所有可能方式。建筑信息模型(BIM) 是建筑、工程和施工领域中比较有前途的发展之一。它是一种正在改变承包商和工程师开展业务的方式，但目前BIM技术的使用较为新颖，还有很多需要学习的地方。对于BIM使用方法的研究，一种研究方法是观察其他企业如何使用 BIM 以及他们在此过程中的试验和磨难。对于BIM技术的使用引入主要是为了将信息丰富的建筑 3D 建模与传统的 2D 绘图区分开来。BIM技术被其拥护者誉为复杂项目的救星，因为它能够在设计阶段早期纠正错误并准确安排施工^[1]。

（二）BIM技术的特点及优势

从CAD到 BIM的规划过渡是非常必要的，现如今工程设计师已经在使用 BIM 软件，并且已经实现了从CAD到BIM 的平稳过渡。BIM技术具有以下优点：BIM技术具有更详细的建筑文档，而建筑文档由每个组件的位置和形状组成，是建筑最重要的结构；BIM增强了各个专业之间的合作，BIM 流程标准化了在各个类型的建筑软件之间传输的数据格式，这种格式被称为IFC，IFC格式也是每个建筑工程中必须使用的，在建筑工程完成之后，数据也不会丢失，极大地方便了建筑的管理；可降低施工的成本，这是由于整个过程中每个人都参与了完整的3D模型，会使所有可能的空间冲突都会在施工开始之前被解决，并且在施工过程中无需临时加紧工程，这就极大地极少了额外成本；可加快建设时间，BIM技术可以将建筑工地的时空图划分到各个层次上，这样可以减少存储结构的数量，方便各施工步骤的策划，同时降低了现场操作的潜在冲突风险^[2]。

二、钢结构工程的概念

钢结构建筑是一种新型的建筑结构形式，广泛应用于厂房、仓库、商店、办公楼、体育场馆。作为钢结构建筑施工的主要承重构件，钢结构适用于单层、大跨度建筑以及多层或高层建筑。根据具体用途，钢结构建筑有钢结构厂房、钢结构仓库、钢结构大棚、钢结构车间等多种类型。钢结构建筑的设计通常根据客户的要求定制，例如建筑尺寸、抗震等级和抗风能力。钢结构工程的优点包括：应用广泛，它适用于许多工业和非工业，如制造业、农业和民用建筑；施工工艺简单，所有结构件均在工厂预制，然后在施工现场安装，因此，它将大大缩短建设周期，为业主节省成本；使用寿命长，钢结构建筑安全可靠，可承受火灾、大风、大雨等恶劣环境；外观精致，钢结构建筑设计具有现代感，墙板有多种颜色可供选择，建筑结构具有很高的灵活性；成本低，这种建筑形式自重轻，施工周期短，可以很快投入使用，其综合经济效益优于混凝土结构建筑；环保，钢结构可以回收利用，在建造或拆除时对环境的污染较小；高强度和可靠性。建筑钢结构承载能力强，抗震、抗风性能优良。

三、BIM技术在钢结构工程中的应用

（一）模型构建和碰撞检查

将BIM技术应用到钢结构工程中，可以在建筑工程开始之前使用BIM技术对建筑工程的模型进行构建。在建筑施工开始前使用3D模型构建建筑工程的结构，可以更加直观的在施工之前观测到施工结束后的效果。

（二）图纸内容会审

同时可以使用BIM技术对建筑工程的图纸内容进行会审。众所周知，建筑工程的图纸是建筑工程的施工基础，因此在施工之前建筑工程团队需要对图纸进行严格把控。用BIM技术对建筑图纸进行3D建模，可以直接观察到图纸施工完成后的效果，进而对图纸进行把控^[3]。

（三）可视化交底与动态演示

将BIM技术应用到钢结构工程中，可实现建筑工程的可视化交底与动态演示。使用BIM技术的动态演示功能，可以对建筑工程的施工进行模拟演示，可以做到在施工开始之前掌握施工的大致情况，可以避免工程中出现的相关问题。

（四）工程量的统计

在钢结构工程中，对工程量进行统计，也可以使用BIM技术。使用BIM技术建议一个高精度的BIM模型，就可以实现对工程量进行一个准确的分析。同时可以使用信息的读取和分析功能，施工的工程量进行准确的统计。

将BIM技术运用到钢结构工程中可以实现工程的信息标注管控与测量定位。施工过程中，对工程进行实地测量之后，可以将测量的数据导入到BIM模型中，用这种方法可以对工程的信息进行准确标注管控，同时也能对工程进行一个高精准度的测量定位。

（五）信息标注管控与测量定位

将BIM技术运用到钢结构工程中，还可以对工程的安全与质量进行管理。一个建筑工程来说，比起建筑工程的施工进度，施工的安全性和工程的质量是更为重要的。因此在钢结构工程中，需要运用BIM技术，对工程进行安全化管理和质量监控^[4]。

（七）精算比对及成本控制

在钢结构工程施工前期，可以运用BIM技术，对工程的成本进行估算，就可以达到控制工程成本的目的。使用BIM软件可以在施工之前就对施工中所需要的材料成本、人工成本进行准确分析，这就可以在施工前期就对工程的成本进行严格管控，最大限度降低成本。

四、结束语

BIM技术作为目前主流的建筑信息建模技术，使用BIM软件可以构建一个3D的、可视化的、动态的建筑工程模型，这使得BIM技术在如今的建筑工程施工中得到广泛应用。而钢结构工程也是当今一种新型的建筑结构工程，因其质量好、使用寿命长、外观精致和成本较低的优点，在如今的建筑工程中应用的范围较广。若将BIM技术运用到钢结构工程中，则可以更大限度地控制钢结构工程的成本和提高钢结构工程的质量。

参考文献：

[1]朱伟华,武学维,张含.BIM技术在超大跨钢结构管廊工程中的应用研究[J].建筑,2022(02):67-68.

[2]仇彤,苏大鹏,朱祝府,李建虎,史国梁,纪西胜.基于BIM的中电科大型复杂钢结构工程智能建造应用体系[J/OL].土木建筑工程信息技术:1-7[2022-03-13].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.5823.tu.20220104.1338.010.html

[3]仇彤,苏大鹏,朱祝府,李建虎,史国梁,纪西胜. 基于BIM的中电科大型复杂钢结构工程智能建造应用体系[C]//.2021第十届“龙图杯”全国BIM大赛获奖工程应用文集.,2021:166-172.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.046547.

[4]唐徐林.BIM技术在钢结构施工建模中的应用研究[J].长春工程学院学报(自然科学版),2021,22(04):12-14+42.

个人简介：

姓名：程茁 专业：钢结构 地址：海口市龙华区海垦路118号农垦橡胶厂宿舍

姓名：姚崇磊 专业：钢结构 地址：河南省商丘市睢阳区冯桥乡王各村何庄114