BIM技术在钢结构工程建设阶段的应用

周大伟 贾岩 殷帅 孙迪

摘 要： 随着经济和科技水平的快速发展，钢结构工程是一种重要的现代建筑结构，它可以有效地提高建筑结构的稳定性与抗震性，也可以在一定程度上提高工人们的施工效率。本文对BIM技术进行了概述，分析了沈阳大悦城E馆项目在现阶段的钢结构施工中存在的问题，针对这些问题提出了一些解决方案，为我国其它钢结构工程提供更多具有现实意义的指导和借鉴。

关键词： BIM技术;钢结构工程;建设阶段;应用

【中图分类号】TU391 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.102

引言：隨着钢结构建筑的信息化和产业工业化的发展进步，BIM技术迎来了一个全新的发展机会。BIM旨在利用信息软件建立一座虚拟建筑，为建筑设计提供相应的参考模拟实景。细化钢结构施工中的重点部位和重点位置的可施工性进行分析总结，所涉及到的型钢梁、柱构件，螺栓焊缝，节点焊缝，桁架楼承板等信息都可以通过三维立体的形式进行实景重现。可以在施工建设之前模拟装配，出现问题及时修改模型的数据和施工的详图。这样可以避免建筑质量不合格的情况出现。本文将探讨BIM技术在钢结构施工中的现实应用。

1 BIM技术概述

BIM是一种信息应用平台，技术人员在管理时把建筑信息模型纳入工程生命周期，利用建筑信息模型就可以更好地控制设计和施工的过程，因此也可以提前完成能耗分析、模拟施工问题以及碰撞检测的重要的工作，如果在BIM技术的运行期间发现了一些问题，那么这实际的施工中就可以针对这些问题提出相应的解决措施，这样就可以有效地提高建筑的安全性和稳定性。

2 钢结构工程建设期间存在的问题分析

2.1 钢结构设计阶段存在的问题

为了确保钢结构工程可以正常运行，技术人员就要在施工前不断地对钢结构的设计方案进行完善。但是在现阶段对钢结构工程的设计一般都比较缺乏技术性和专业性，设计深度不足，缺乏长远的考虑。这就容易导致造价成本高，后期返工，工程周期长等问题的出现，不仅影响了经济效益，还使得工程无法按照预期的方案完成，造成大量的人力、物力资源的浪费。企业的信用度也会因此受到负面影响。

2.2 钢结构施工阶段存在的问题

钢结构的施工中涉及许多项目环节，经过调查发现，许多工程在对项目成本、工程的质量、安全和进度的管理以及对工程的控制都存在一些问题。这主要是因为在施工期间，存在许多不确定的影响因素，一旦工程发生变动，就容易增加工程成本，为企业带来了经济损失。在安装期间，一些工人对安装技术不太熟练，没有掌握真正的施工技巧，这就会影响工程的进一步推进，甚至会使工期延长，降低企业的经济效益。在对钢结构的材料进行安装和运输时，会存在一定量的钢结构的损耗和污染，工作人员为了对这些部件进行调换，也会耽误一些工期，影响工程项目的持续推进。

3 BIM技术在钢结构工程建设中的应用

3.1 BIM技术在钢结构设计阶段的应用

在对钢结构进行设计时，利用BIM技术，技术人员就可以在参考图纸的基础上对设计进行优化，利用节点库和构建库建立一个建筑的三维模型，通过数字信息技术，录入数据。BIM技术的应用就可以对构建节点进行优化，并且也可以提高对工程信息的管理水平，BIM技术能够更好地展示钢结构的立体模型，可以直接把钢结构的三维模型呈现出来，利用三维模型就可以模拟出施工时的真实场景，可以对施工时比较难的地方进行反复的模拟，使得技术人员能够根据BIM模型发现更多设计上的缺点和漏洞，及时地优化存在的问题，这样才能使钢结构的设计方案更加有效，对整个工程的帮助作用更大。并且在制作增加报表时也可以利用BIM技术使工程的造价管理和施工管理透明化，利用真实的数据对管理工作进行优化，有效地推进工程的进展，提高企业的经济效益和社会效益。

3.2 施工成本管理

对于钢结构施工来说，应用的钢结构构件种类繁多，截面类型、构件规格等参数不一致，加大了成本管理的难度，造价人员的工作量较大，传统成本管理方式效率偏低，且易出现计算失误，造成经济损失。针对该现象，在沈阳大悦城E馆项目中，中国建筑第五工程局有限公司在钢结构成本管理中应用BIM技术。在钢结构BIM模型构建中，利用Tekla软件的参数化功能，设置各个钢构件的尺寸、型号、规格、材料等参数，为工程量计算提供便利。在BIM模型构建完成后，可利用软件的报表输出功能，将所有参数信息以Excel表格的形式输出，保障工程量计算的准确性，为造价计算提供便利。

3.3 施工进度管理

在建筑工程中，施工单位构建4D施工进度管理模型，开展精细化施工进度管理工作。4D施工进度管理模型的构建方法如下。施工单位使用Microsoft Office Project软件编制钢结构施工计划，以mpp格式导出，将Tekla软件构建的钢结构实体模型以IFC格式导出，导入Navisworks软件中，应用软件的Autodesk Rendering功能明确各个结构的材质，完成模型渲染，使模型外观符合工程要求;再将mpp文件以数据源方式导入Timeliner编辑器中，明确施工计划的层次，并为每个结构构件赋予时间信息、施工信息，明确其对应的施工时间、施工信息，完成4D施工进度模型的构建。

3.4 BIM技术在钢结构运营阶段的应用

对于钢结构施工而言，运营阶段是最关键的环节。因为运营阶段的施工周期比较长，投入的成本也比较大，这就需要技术人员对运营的维护管理进行充分的重视，不断对运营管理技术进行革新。在传统的运营维护工作中，对数据的采集一般都是以人工的方式进行的，技术人员利用Excel表格对数据信息进行分析，但是钢结构工程规模庞大，传统的运营维护技术很难满足钢结构工程的要求，因此技术人员就可以运用BIM技术，减少时效差异和数据丢失的问题，对工程期间的所有数据进行实时的监控，确保工程可以正常顺利运行，并且可以在确保工程质量的前提下不断提高施工效率。

结语：综上所述，现代建筑主要采用钢结构进行构建，因为钢结构可以有效地增强建筑的稳定性、安全性和承载力。在钢结构的施工过程中，往往会存在一些问题，针对这些问题，我们可以利用BIM技术进行解决，在钢结构的建设期间，利用BIM技术可以有效地降低工程成本，提高工程质量和工作效率，使企业可以获得更多的社会效益和经济效益。

参考文献

[1] 赵亮.探究BIM技术在钢结构工程中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2018（1）：61-63.

[2] 陈卫文，赵倩.BIM技术在异型钢结构施工中的应用[J].广州建筑，2017（2）：39-41.