論BIM在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

牛著廷（山東華邦建設(shè)集團有限公司，山東濰坊262500）

我國現(xiàn)在的建筑行業(yè)發(fā)展過程中需要面對很多數(shù)字信息。這些數(shù)據(jù)模型和信息已經(jīng)被提出和完成，用來檢查數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，還可以更好地理解信息內(nèi)容。它們一般都會在工程的設(shè)計、采購、施工和維修環(huán)節(jié)使用。這些系統(tǒng)包括有交互式設(shè)計系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和三維仿真系統(tǒng)。本篇文章對鋼結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中的BIM技術(shù)的使用進行了簡單的介紹。BIM技術(shù)有助于改進工程建設(shè)中軟件和數(shù)據(jù)庫的兼容性，讓用戶以最快的速度找到最合適的計劃，BIM對數(shù)據(jù)的收集和整理能夠?qū)こ探ㄔO(shè)過程中的意外情況進行預(yù)測，提高了施工現(xiàn)場的安全性。

1 鋼結(jié)構(gòu)工程的特點

鋼結(jié)構(gòu)工程對鋼材料的強度要求是很高的，鋼材料具備很好的塑性和韌性，因此鋼結(jié)構(gòu)工程和混凝土、木材等其他建筑材料工程有著很大的區(qū)別。并且，鋼筋混凝土的質(zhì)量不算是很大，尤其是一些面積比較大的工程結(jié)構(gòu)和跨度比較大的工程結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)工程具有其他材料工程不具備的優(yōu)點。

通過對比鋼結(jié)構(gòu)工程和其他施工材料工程之后發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是比較穩(wěn)定且均勻的，所以說鋼結(jié)構(gòu)工程的整體受力和計算機模型比較接近，所以對人們在分析鋼結(jié)構(gòu)和開展鋼結(jié)構(gòu)工程的時候也有很大的幫助，鋼結(jié)構(gòu)工程的可靠性超過了其他施工材料工程，鋼結(jié)構(gòu)工程更能滿足人們對現(xiàn)代化建筑物的多功能要求，而且鋼結(jié)構(gòu)工程的抗震能力比較好。

現(xiàn)在的鋼結(jié)構(gòu)工程已經(jīng)被廣泛使用在現(xiàn)代化建筑物工程當(dāng)中，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的不同制造出了很多不一樣的材料，讓這些工程結(jié)構(gòu)的尺寸和規(guī)格都符合標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)的工作人員在加工材料的時候也會更方便。不過鋼結(jié)構(gòu)工程也是存在一定的缺點的，比如鋼結(jié)構(gòu)比較容易腐蝕，容易生銹和耐火性差等。但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)開始采取相關(guān)措施來改進鋼結(jié)構(gòu)工程存在的缺點，逐步完善鋼結(jié)構(gòu)工程的可靠性。鋼結(jié)構(gòu)工程本身就具備很多優(yōu)點，和其他材料工程對比而言，鋼結(jié)構(gòu)工程有很大的優(yōu)勢，尤其是在建筑工程施工質(zhì)量得到了保證之后，鋼材料工程的施工速度是超過了其他材料工程的，質(zhì)量有了保證，效率也會得到相應(yīng)的提高。

2 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用的重要性

該技術(shù)如果應(yīng)用在現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中，是可以帶來很大的經(jīng)濟價值的，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)工程存在很多缺點，最為明顯的缺點就是信息的傳送環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)工程沒有有效的管理工具，而且每一個環(huán)節(jié)之間都是無法連接的。面對這種情況，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)工程的時候就會產(chǎn)生很多的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)前期是沒有辦法更改的，只有到了后期才可以更改。當(dāng)出現(xiàn)這種問題的時候，就會影響到整個鋼結(jié)構(gòu)工程的施工進度。因為數(shù)據(jù)是反反復(fù)復(fù)的，每出現(xiàn)一次錯誤或者每更改一次都是需要很大的計算量的，這都會增加鋼結(jié)構(gòu)工程的成本，還會浪費很多的時間，嚴(yán)重影響到了鋼結(jié)構(gòu)工程的工期。如果可以使用BIM技術(shù)的話，就可以很好地將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，讓每一個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)信息的互通，確保每一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都是相似的。環(huán)節(jié)之間不會出現(xiàn)信息閉塞的問題，而且BIM技術(shù)不需要太多的計算量，可以縮短工程工期，節(jié)約很多成本，避免了浪費，該技術(shù)的應(yīng)用具備很高的經(jīng)濟價值。

3 BIM在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)層

“DDS”是一種幫助設(shè)計者完成設(shè)計決策的系統(tǒng)。DDS是直接數(shù)字式頻率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文縮寫。射頻識別（RFID）是Radio Frequency Identification的縮寫。射頻識別系統(tǒng)是在沒有碰觸到物體和沒有看到物體的時候，就能夠識別物體的一種系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是由轉(zhuǎn)發(fā)器、讀卡器和一些對象信息數(shù)據(jù)庫共同構(gòu)成的。這項技術(shù)最早出現(xiàn)在1948年，RFID技術(shù)經(jīng)過了很多年的發(fā)展，已經(jīng)較為完善了，能夠在鋼結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中使用，提高鋼結(jié)構(gòu)工程的經(jīng)濟性和可靠性。這項技術(shù)在以前是專門用來對食品和服裝等進行監(jiān)控的，但是現(xiàn)在的RFID技術(shù)已經(jīng)成為條形碼的替代品?，F(xiàn)在的人們對RFID使用量越來越大，人們越來越重視對自身隱私的保護。而且，RFID技術(shù)還沒有和條形碼一樣受到廣泛使用之前，仍然有很多需要改進的地方，而且RFID變化的速度越來越快了。

RFID數(shù)據(jù)層代表：①設(shè)計特征層，包含了建筑物類別、建筑物設(shè)計風(fēng)格和分區(qū)信息；②材料特征層，主要包括了材料的負荷、張力、耐熱性和彎曲情況；③地理布局位置層；④供應(yīng)鏈層，主要包含了道路情況，天氣狀況、交貨信息和信息等；RFID數(shù)據(jù)流和BIM組件可以用來進行設(shè)計、制造、供應(yīng)和安裝設(shè)計。

3.2 利用RFID技術(shù)輔助BIM模型對項目進行控制

RFID數(shù)據(jù)庫保存與共享所有的鋼結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計編碼要求都是一樣的，為了保證連接設(shè)計良好，設(shè)計過程中使用了SDS/2和Navisworks，SDS2和CNC控制制造，RFID作為手繪編碼系統(tǒng)。在使用RFID編碼系統(tǒng)的過程中，剩下的制造活動都需要在BIM/RFID決策模型控制的基礎(chǔ)上完成。RFID還具備優(yōu)化BIM團隊項目制定的作用，制定出有效的計劃可以減少施工工期，而且還可以滿足工程對技術(shù)、成本和質(zhì)量的要求。當(dāng)前采用的RFID鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)項目主要是為了對鋼材料的位置和進展進行跟蹤。本次的研究當(dāng)中，RFID被作為一種工程信息的載體。一種無源RFID標(biāo)簽和低射頻頻率(例如125kHz標(biāo)簽)足以滿足當(dāng)前的需要。RFID已經(jīng)被BIM項目容納了，而且會影響到整個項目的進行。RFID的采用會更方便管理工程項目，尤其是跟蹤過程和安裝連接過程。鋼結(jié)構(gòu)工程項目中，設(shè)計好圖紙以后，就需要把二維圖紙變成BIM三維模型。數(shù)據(jù)庫存儲和共享每個鋼構(gòu)件的特征和設(shè)計編碼需求，以支持連接設(shè)計。設(shè)計支持系統(tǒng)采用SDS/2和Navisworks，SDS2和CNC控制制造，RFID作為手繪編碼系統(tǒng)。當(dāng)使用RFID編碼系統(tǒng)時，其他制造活動都是在BIM/RFID決策模型控制下進行的。RFID技術(shù)在BIM團隊上的應(yīng)用，可以對整個計劃進行優(yōu)化。計劃得到優(yōu)化以后，就可以縮短工程的時間，提高工程質(zhì)量和安全性，還可以降低工程的成本消耗，在鋼結(jié)構(gòu)后續(xù)的維修工作中也具有高效的作用。

4 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用推廣

BIM鋼結(jié)構(gòu)工程已經(jīng)在現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用當(dāng)中取得了不錯的成效，能夠在鋼結(jié)構(gòu)工程的各個方面體現(xiàn)出來。BIM技術(shù)的主要作用就是解決鋼結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題，比如制作和裝配過程中出現(xiàn)的問題。不過任何一種施工最重要的環(huán)節(jié)還是對施工現(xiàn)場的管理和組織，面對當(dāng)前的建筑物構(gòu)建現(xiàn)場裝配來說，鋼結(jié)構(gòu)工程是一個非常重要的環(huán)節(jié)。所以，本文從鋼結(jié)構(gòu)工程的角度出發(fā)，在BIM技術(shù)工程設(shè)計和制作方面使用的基礎(chǔ)上，對BIM技術(shù)給鋼結(jié)構(gòu)工程帶來的效果進行了分析，BIM技術(shù)的應(yīng)用對鋼結(jié)構(gòu)工程施工現(xiàn)場的管理有很重要的作用。我們都知道，鋼結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中使用的鋼材料價格是非常高昂的，而且需要很多人工勞力，這就造成鋼結(jié)構(gòu)工程所需要的成本較高，這也是當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程中最主要的問題，也是最需要解決的問題。對于這種情況，一般情況下業(yè)主方都會考慮到這方面的影響，然后再做最后的決策。BIM技術(shù)其實就是采用信息化管理方式來調(diào)整整個鋼結(jié)構(gòu)工程，對鋼結(jié)構(gòu)工程進行全面的管理工作，是一種系統(tǒng)化的管理方式，而且還包括工程施工的管理工作。所以，BIM技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)工程來說是非常重要的，可以有效地提高鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量和效率，BIM技術(shù)的應(yīng)用還可以有效降低鋼結(jié)構(gòu)工程的成本消耗，采用科學(xué)合理的方式降低成本，從而提高整個鋼結(jié)構(gòu)工程的效率和質(zhì)量，而且現(xiàn)在很多人在施工材料的選擇上都會選擇鋼材料，BIM技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用也給我國鋼結(jié)構(gòu)工程的未來發(fā)展奠定了扎實的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

經(jīng)過上面的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中，就可以很好地將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，讓每一個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)信息的互通，確保每一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都是相似的。環(huán)節(jié)之間不會出現(xiàn)信息閉塞的問題，而且BIM技術(shù)不需要太多的計算量，可以縮短工程工期，節(jié)約很多成本，避免了浪費，該技術(shù)的應(yīng)用具備很高的經(jīng)濟價值。通過設(shè)計、計劃、制造和安裝來完成對INTRANET系統(tǒng)的安裝。再使用RFID給鋼結(jié)構(gòu)工程記錄上一個特別的標(biāo)記，通過RFID系統(tǒng)就可以傳遞鋼結(jié)構(gòu)工程每個環(huán)節(jié)之間的各項信息。通過將RFID技術(shù)和BIM技術(shù)結(jié)合，就能夠幫助客戶在設(shè)計和安裝鋼結(jié)構(gòu)工程過程中設(shè)計出更好地方案。