鋼結(jié)構(gòu)工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用探究

趙雨

摘要：關(guān)于BIM技術(shù)，隨著近些年的不斷發(fā)展及功能完善，已在當(dāng)前建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工中得以廣泛的使用，同時推動了當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展及帶動了建筑功能及使用性的提高。鋼結(jié)構(gòu)工程屬于重點(diǎn)項(xiàng)目，一旦設(shè)計(jì)不到位及施工控制異常，則容易導(dǎo)致事故發(fā)生，對其項(xiàng)目施工及使用造成嚴(yán)重影響且危及人身安全。基于此，本文就鋼結(jié)構(gòu)工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用展開了探究。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)工程；BIM技術(shù)；應(yīng)用

1關(guān)于BIM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

利用BIM技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行工程的建模，虛擬模擬出工程實(shí)際建造中潛在的問題，其包括施工方法的實(shí)驗(yàn)、施工過程的模擬和施工方案的優(yōu)化等等。BIM技術(shù)在整個工程建筑活動中，其涉及到的數(shù)據(jù)信息非常廣泛，在不同的建筑時期，不同的項(xiàng)目涉及到的工程信息有非常大的區(qū)別，因此，在應(yīng)用BIM技術(shù)的時候，需要對工程項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集、分析、輸入，從而最大程度提高工程管理的效率和保證工程的進(jìn)度。BIM技術(shù)中的數(shù)據(jù)可以針對參與本工程的設(shè)計(jì)師、項(xiàng)目方和施工方開放，及時收集工程項(xiàng)目建設(shè)過程中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，保證各種資料得到共享，大大提高溝通、協(xié)調(diào)的效率，進(jìn)而有效提高了項(xiàng)目的管理水平和效率。此外，BIM技術(shù)還可以對錄入的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行緊密的監(jiān)視，對各種資料的刪除行為進(jìn)行監(jiān)視，且還能記錄設(shè)計(jì)方、項(xiàng)目方和施工方對信息資料的更改和調(diào)整，從而最大程度保證項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息的安全性。

2鋼結(jié)構(gòu)工程施工現(xiàn)狀及BIM技術(shù)應(yīng)用的必要性

2.1鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目施工現(xiàn)狀

整個鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目實(shí)施工作主要有設(shè)計(jì)、制造及安裝；首先，設(shè)計(jì)單位根據(jù)業(yè)主要求確定鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)形式、材料等級及連接方式等；其次，由于鋼結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜，對制作工藝及精度要求高；故鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制件的制作尤為重要，目前主要采用工廠預(yù)制及現(xiàn)場組裝的方式解決，提高鋼結(jié)構(gòu)制件精度及提高安裝穩(wěn)定性。此外，鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目實(shí)施中，運(yùn)輸、吊裝等對保證安全及提高施工質(zhì)量具有重要價值。施工過程的合同管理、進(jìn)度控制、安全管理、成本控制屬于項(xiàng)目施工的重點(diǎn)，項(xiàng)目施工管理中應(yīng)著重進(jìn)行考慮與分析。鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目施工存在以下難題，其一，鋼結(jié)構(gòu)工程的制造工藝和連接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差概率大，單純采用AUTOCAD進(jìn)行設(shè)計(jì)無法通過模擬構(gòu)建三維模型，對其施工關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測分析；其二，鋼結(jié)構(gòu)使用壽命短，導(dǎo)致部分企業(yè)為節(jié)約成本及擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)利益，忽視質(zhì)量問題而影響施工質(zhì)量及安全。其三，項(xiàng)目安裝中存在不安全及不確定因素，管理效率低，容易造成風(fēng)險(xiǎn)。

2.2鋼結(jié)構(gòu)工程BIM技術(shù)應(yīng)用的必要性

BIM技術(shù)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目施工已成為當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目高效管理發(fā)展的主要途徑，綜合來講，鋼結(jié)構(gòu)工程管理所存在的問題主要是工程信息傳遞效率低下的問題，而BIM技術(shù)一方面可以通過建模后將復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)形式外觀及節(jié)點(diǎn)通過三維模型進(jìn)行顯示，另一方面，鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目施工中，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)需通過業(yè)主方的要求信息完成鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，而BIM技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)及時交流及協(xié)商具有重要價值?；谝陨峡紤]，BIM在鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目中的使用具有較大應(yīng)用前景及優(yōu)勢。

3鋼結(jié)構(gòu)工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)能力和施工技術(shù)都日漸成熟，鋼結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用范圍日益廣泛，進(jìn)而對鋼結(jié)構(gòu)工程的使用功能要求在逐年提高。工程的建筑規(guī)模在逐步擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)整體形式又越發(fā)復(fù)雜，工程的項(xiàng)目施工安裝管理工作就變得越發(fā)困難。并且鋼構(gòu)件在制作和連接過程中，由于各部門在設(shè)計(jì)和施工過程中溝通不及時，往往存在返工重新設(shè)計(jì)修改的情況；鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)詳圖數(shù)過大，對于每張圖紙上的每條信息和每個數(shù)據(jù)都需要工程技術(shù)人員逐一核對檢查，以確保圖紙上信息與最終的設(shè)計(jì)方案是一致的，這樣導(dǎo)致工程總體工作量十分巨大。應(yīng)用BIM技術(shù)的信息共享、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)功能，可以提升工程的整體效率、改善當(dāng)前工程項(xiàng)目管理方法，一些工程問題便迎刃而解。

3.1快速建模及分析

快速建模是BIM技術(shù)的主要功能及表現(xiàn)；相比較，TeklaStructures的建模功能強(qiáng)大，人機(jī)交互界面好。而基于鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目施工的特殊性，其構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接并組裝完成。利用建模功能，可將鋼結(jié)構(gòu)的位置、編號、材料及加工部位在數(shù)據(jù)庫中顯示，并可通過用戶定義隨意增加使用者所需要的信息；通過建模后，用戶可以通過參照運(yùn)輸條件將各零部件組裝成構(gòu)件，對后期管理及使用將發(fā)揮極大價值。

3.2結(jié)構(gòu)三維模型分析

對整體模型施加外部荷載作用，運(yùn)行結(jié)構(gòu)受力檢驗(yàn)，在軟件運(yùn)行分析后可以把分析得出的文本結(jié)果和相關(guān)圖像輸出，通過關(guān)鍵數(shù)據(jù)及反應(yīng)譜顏色上判斷結(jié)構(gòu)合理性，而且輸出的結(jié)果可以應(yīng)用到不同類型的BIM軟件上進(jìn)行對接分析，可以反復(fù)多樣驗(yàn)證輸出的分析數(shù)據(jù)和結(jié)果是否準(zhǔn)確。

3.3深化設(shè)計(jì)與自動出圖方面應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)制造中，TeklaStructures軟件作為鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的工具被廣泛使用，如該軟件的節(jié)點(diǎn)功能，即僅需輸入節(jié)點(diǎn)中所需的尺寸，該軟件即可通過節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中預(yù)設(shè)的原則實(shí)現(xiàn)對節(jié)點(diǎn)的生成，并能隨著構(gòu)件位置的變化或截面的改變而發(fā)生相應(yīng)變化，對涉及深化及提高出圖速度方面發(fā)揮重要作用。此外，當(dāng)項(xiàng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或曲面較多且數(shù)據(jù)庫無適合的構(gòu)件界面及節(jié)點(diǎn)時，用戶可通過TeklaStructures軟件的自定義節(jié)點(diǎn)功能完成設(shè)計(jì)及滿足實(shí)際要求，提高了該軟件的通用性。

3.4統(tǒng)計(jì)工程量與展示投標(biāo)

在統(tǒng)計(jì)工程量時，由于鋼結(jié)構(gòu)工程中使用的各類材料品種繁多，需要區(qū)分截面形式和構(gòu)件類別。用戶可以在建模初期為模型分類定義相應(yīng)的工程量信息，在運(yùn)行合格后再一并匯總各項(xiàng)需要統(tǒng)計(jì)的信息，利用軟件報(bào)表輸出功能預(yù)先設(shè)置要相應(yīng)部分欲輸出核對的信息分類輸出，這樣既能降低錯誤率，還能縮短工程量的匯總時間。

3.5碰撞檢測

鋼結(jié)構(gòu)工程中的節(jié)點(diǎn)是復(fù)雜多樣的，實(shí)際工程安裝過程中可能會出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)零件之間發(fā)生碰撞，與混凝土組合部分或與管道搭接時也有可能發(fā)生碰撞。應(yīng)用BIM技術(shù)軟件的對碰撞檢測功能，可以檢測全工程結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)的合理性，工程整體施工安裝的效率會有明顯提高。

4結(jié)束語

隨著時代的不斷發(fā)展，對建筑工程建設(shè)和管理提出了更高的要求，鋼結(jié)構(gòu)工程越來越多，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理方法已經(jīng)不能滿足時代的要求。因此應(yīng)該在工程管理中，加大對BIM技術(shù)的應(yīng)用力度，深度挖掘其內(nèi)在的價值，并制定細(xì)致化的技術(shù)應(yīng)用策略，讓該技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程施工中真正發(fā)揮出作用，此外還應(yīng)該做好對技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，讓他們掌握正確的技術(shù)使用方法。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：北京市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司）