BIM技術在鋼結構工程建設階段的應用

周大偉 賈巖 殷帥 孫迪

摘?要： 隨著經濟和科技水平的快速發展，鋼結構工程是一種重要的現代建筑結構，它可以有效地提高建筑結構的穩定性與抗震性，也可以在一定程度上提高工人們的施工效率。本文對BIM技術進行了概述，分析了沈陽大悅城E館項目在現階段的鋼結構施工中存在的問題，針對這些問題提出了一些解決方案，為我國其它鋼結構工程提供更多具有現實意義的指導和借鑒。

關鍵詞： BIM技術;鋼結構工程;建設階段;應用

【中圖分類號】TU391?【文獻標識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.102

引言：隨著鋼結構建筑的信息化和產業工業化的發展進步，BIM技術迎來了一個全新的發展機會。BIM旨在利用信息軟件建立一座虛擬建筑，為建筑設計提供相應的參考模擬實景。細化鋼結構施工中的重點部位和重點位置的可施工性進行分析總結，所涉及到的型鋼梁、柱構件，螺栓焊縫，節點焊縫，桁架樓承板等信息都可以通過三維立體的形式進行實景重現?？梢栽谑┕そㄔO之前模擬裝配，出現問題及時修改模型的數據和施工的詳圖。這樣可以避免建筑質量不合格的情況出現。本文將探討BIM技術在鋼結構施工中的現實應用。

1?BIM技術概述

BIM是一種信息應用平臺，技術人員在管理時把建筑信息模型納入工程生命周期，利用建筑信息模型就可以更好地控制設計和施工的過程，因此也可以提前完成能耗分析、模擬施工問題以及碰撞檢測的重要的工作，如果在BIM技術的運行期間發現了一些問題，那么這實際的施工中就可以針對這些問題提出相應的解決措施，這樣就可以有效地提高建筑的安全性和穩定性。

2?鋼結構工程建設期間存在的問題分析

2.1?鋼結構設計階段存在的問題

為了確保鋼結構工程可以正常運行，技術人員就要在施工前不斷地對鋼結構的設計方案進行完善。但是在現階段對鋼結構工程的設計一般都比較缺乏技術性和專業性，設計深度不足，缺乏長遠的考慮。這就容易導致造價成本高，后期返工，工程周期長等問題的出現，不僅影響了經濟效益，還使得工程無法按照預期的方案完成，造成大量的人力、物力資源的浪費。企業的信用度也會因此受到負面影響。

2.2?鋼結構施工階段存在的問題

鋼結構的施工中涉及許多項目環節，經過調查發現，許多工程在對項目成本、工程的質量、安全和進度的管理以及對工程的控制都存在一些問題。這主要是因為在施工期間，存在許多不確定的影響因素，一旦工程發生變動，就容易增加工程成本，為企業帶來了經濟損失。在安裝期間，一些工人對安裝技術不太熟練，沒有掌握真正的施工技巧，這就會影響工程的進一步推進，甚至會使工期延長，降低企業的經濟效益。在對鋼結構的材料進行安裝和運輸時，會存在一定量的鋼結構的損耗和污染，工作人員為了對這些部件進行調換，也會耽誤一些工期，影響工程項目的持續推進。

3?BIM技術在鋼結構工程建設中的應用

3.1?BIM技術在鋼結構設計階段的應用

在對鋼結構進行設計時，利用BIM技術，技術人員就可以在參考圖紙的基礎上對設計進行優化，利用節點庫和構建庫建立一個建筑的三維模型，通過數字信息技術，錄入數據。BIM技術的應用就可以對構建節點進行優化，并且也可以提高對工程信息的管理水平，BIM技術能夠更好地展示鋼結構的立體模型，可以直接把鋼結構的三維模型呈現出來，利用三維模型就可以模擬出施工時的真實場景，可以對施工時比較難的地方進行反復的模擬，使得技術人員能夠根據BIM模型發現更多設計上的缺點和漏洞，及時地優化存在的問題，這樣才能使鋼結構的設計方案更加有效，對整個工程的幫助作用更大。并且在制作增加報表時也可以利用BIM技術使工程的造價管理和施工管理透明化，利用真實的數據對管理工作進行優化，有效地推進工程的進展，提高企業的經濟效益和社會效益。

3.2?施工成本管理

對于鋼結構施工來說，應用的鋼結構構件種類繁多，截面類型、構件規格等參數不一致，加大了成本管理的難度，造價人員的工作量較大，傳統成本管理方式效率偏低，且易出現計算失誤，造成經濟損失。針對該現象，在沈陽大悅城E館項目中，中國建筑第五工程局有限公司在鋼結構成本管理中應用BIM技術。在鋼結構BIM模型構建中，利用Tekla軟件的參數化功能，設置各個鋼構件的尺寸、型號、規格、材料等參數，為工程量計算提供便利。在BIM模型構建完成后，可利用軟件的報表輸出功能，將所有參數信息以Excel表格的形式輸出，保障工程量計算的準確性，為造價計算提供便利。

3.3?施工進度管理

在建筑工程中，施工單位構建4D施工進度管理模型，開展精細化施工進度管理工作。4D施工進度管理模型的構建方法如下。施工單位使用Microsoft Office Project軟件編制鋼結構施工計劃，以mpp格式導出，將Tekla軟件構建的鋼結構實體模型以IFC格式導出，導入Navisworks軟件中，應用軟件的Autodesk Rendering功能明確各個結構的材質，完成模型渲染，使模型外觀符合工程要求;再將mpp文件以數據源方式導入Timeliner編輯器中，明確施工計劃的層次，并為每個結構構件賦予時間信息、施工信息，明確其對應的施工時間、施工信息，完成4D施工進度模型的構建。

3.4?BIM技術在鋼結構運營階段的應用

對于鋼結構施工而言，運營階段是最關鍵的環節。因為運營階段的施工周期比較長，投入的成本也比較大，這就需要技術人員對運營的維護管理進行充分的重視，不斷對運營管理技術進行革新。在傳統的運營維護工作中，對數據的采集一般都是以人工的方式進行的，技術人員利用Excel表格對數據信息進行分析，但是鋼結構工程規模龐大，傳統的運營維護技術很難滿足鋼結構工程的要求，因此技術人員就可以運用BIM技術，減少時效差異和數據丟失的問題，對工程期間的所有數據進行實時的監控，確保工程可以正常順利運行，并且可以在確保工程質量的前提下不斷提高施工效率。

結語：綜上所述，現代建筑主要采用鋼結構進行構建，因為鋼結構可以有效地增強建筑的穩定性、安全性和承載力。在鋼結構的施工過程中，往往會存在一些問題，針對這些問題，我們可以利用BIM技術進行解決，在鋼結構的建設期間，利用BIM技術可以有效地降低工程成本，提高工程質量和工作效率，使企業可以獲得更多的社會效益和經濟效益。

參考文獻

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[2]?陳衛文，趙倩.BIM技術在異型鋼結構施工中的應用[J].廣州建筑，2017（2）：39-41.