孫善乾（南通航運職業(yè)技術(shù)學院,江蘇　南通　226010）

鋼結(jié)構(gòu)BIM的理論與應用

孫善乾
（南通航運職業(yè)技術(shù)學院,江蘇南通226010）

摘要：BIM的應用降低了建筑業(yè)風險，提高了建設(shè)的效益，其在鋼結(jié)構(gòu)建筑物設(shè)計施工中的應用能使工程項目建設(shè)做到“萬事俱備”，BIM利用現(xiàn)代科技科學的建立鋼結(jié)構(gòu)三維模型，真實的展現(xiàn)出建筑物的結(jié)構(gòu)、輪廓等等，預防了建筑風險，使鋼結(jié)構(gòu)施工的每一個環(huán)節(jié)都能得到很好的掌控，確保了鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)施工的工程質(zhì)量和效益。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；BIM技術(shù)；理論；應用

0　引言

BIM是建筑信息模型的簡稱，其核心就是通過數(shù)據(jù)信息建立實體的三維模型，并能通過相關(guān)模型研究建筑物的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)固性等。鋼結(jié)構(gòu)是當代建筑結(jié)構(gòu)的主要形式之一，它的獨特性滿足了當代人對藝術(shù)、美感、空間等方面的追求，鋼結(jié)構(gòu)中BIM的應用集幾何學、空間關(guān)系、地理信息等為一體，通過信息集合建立工程數(shù)字模型，對建筑物的規(guī)劃、設(shè)計、建造和運營進行科學的模擬，使建設(shè)施工做到胸有成竹。

1　鋼結(jié)構(gòu)BIM的理論

BIM可將建筑物個階段的運作形成模型信息，對于各階段流程進行預測，建立可視的、可協(xié)調(diào)、可優(yōu)化的整體數(shù)據(jù)模型，使各施工各階段的工作能夠緊密銜接，信息交流更加準確、通暢，提高了工程建設(shè)的效率和質(zhì)量?，F(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中，充分的應用了BIM的技術(shù)理論，第一，BIM技術(shù)的可視性，可形成鋼建筑物的實體三維圖形，能直觀的看到建筑物的整體面貌，并能對鋼結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)固性、安全性等做出評估。第二，BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性增強了各個部門人員之間的溝通效果，更有利于相關(guān)人員直接、形象的表達自己的思路、觀點等，使鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中的各種問題的溝通更為全面、準確，提高了問題解決的效率，提升了工程效益。第三，BIM技術(shù)的模擬性可真實的體現(xiàn)建筑物的外在、內(nèi)在特點，相關(guān)人員可結(jié)合三維圖形對其進行進一步的優(yōu)化、改進。使復雜、繁瑣的工程在現(xiàn)代科技的支持下更為完善、可靠，降低施工的難度，準確把握施工的銜接，以提高施工的速度和效益。

理論上，鋼結(jié)構(gòu)BIM技術(shù)的應用可分為四個階段，第一階段，規(guī)劃階段，形成工程的大概思路，對工程場地進行策劃、分析，并應用BIM技術(shù)進行工程的性能預測、估算工程成本；第二階段，設(shè)計階段，這一階段的重點是方案的論證和設(shè)計的初步形成，通過可視化設(shè)計直觀的參考、分析工程情況，協(xié)調(diào)各方意見，對工程量進行統(tǒng)計，分析工程性能分及管線設(shè)計等；第三階段，施工階段，建立施工進度模擬，將施工環(huán)節(jié)數(shù)字化、直觀化，并對施工進行物料跟蹤，建立施工組織模擬，提高施工現(xiàn)場配合效率，確保工程的按時、按質(zhì)完工；第四階段運維階段，這一階段的重點是對建筑物的維護管理，應用BIM技術(shù)建立工程的空間管理模型，并對建筑物的可能的災害進行分析、研究，建立災害的預防、應急模式，以提高工程的應用效益?？傊?，BIM理論就是將工程的各個環(huán)節(jié)以數(shù)據(jù)信息的形式模擬出來，形成虛擬的建設(shè)施工過程，對每個環(huán)節(jié)可能存在的問題進行細化、深化，盡可能避免實際施工中的問題，降低施工風險，提高施工效益。

2　鋼結(jié)構(gòu)BIM的應用

2.1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與BIM應用的結(jié)合

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應用BIM可將土建設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等綜合化，形成系統(tǒng)的工程實際模型，且設(shè)計模型形象、逼真、易于改動。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，先建立BIM模型，導入軸線體量，對相關(guān)的參數(shù)進行精確的設(shè)計，將工程桿件、節(jié)點連接等的尺寸、材質(zhì)、密度、造價等參數(shù)化。在建立局部整體模型，制作建筑物的立面圖，在結(jié)合局部模型建立工程的整體結(jié)構(gòu)模型，通過可視化、數(shù)據(jù)化對工程進行虛擬建造，并模擬現(xiàn)場施工管理、安全監(jiān)控管理等，使每一個流程都以計算機數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來，盡可能消除工程建設(shè)過程中的誤差。例如，電腦預拼裝前，應用BIM技術(shù)對工程所用桿件、節(jié)點連接、螺栓、焊縫等進行參數(shù)設(shè)定，形成相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建工程三維模型，形成工程的整體模型。在模型演示中，所用材料、建筑物結(jié)構(gòu)等與真實的工程建筑都是一致的，如桿件斷面尺寸、桿件相交角度等都是對真實情況的客觀反映，對于工程的桿件連接點，構(gòu)造、加工和安裝等三維模型也是有所反應的，就連材料清單、構(gòu)建清單等也能通過BIM技術(shù)生成，相關(guān)人員還可應用BIM軟件對生成圖紙進行調(diào)整，結(jié)合三維模型的校核、審查等消除工程施工誤差，使鋼結(jié)構(gòu)BIM模型成為工程加工安裝的輔助數(shù)據(jù)，指導工程施工合理、安全進行，確保工程質(zhì)量。

2.2鋼結(jié)構(gòu)施工與BIM應用的結(jié)合

鋼結(jié)構(gòu)類建筑以鋼材為主要材料進行建設(shè)，前期工作做好后施工方便、快捷，相對與傳統(tǒng)建筑形式其施工速度可謂神速，建筑工期超短，建筑質(zhì)量有保障。鋼結(jié)構(gòu)施工中BIM的應用為施工提供了直觀、便捷、準確的參考，結(jié)合BIM生產(chǎn)的施工詳圖（其中包含布置圖、構(gòu)件圖、零件圖等）構(gòu)建施工模型，進一步深化施工設(shè)計，導出工程過程算量，然后進行實體模型的搭建，將施工的每個環(huán)節(jié)都推測到萬無一失。同時，發(fā)揮BIM技術(shù)對施工的可視動態(tài)監(jiān)測對施工過程進行檢測，隨時注意施工施工數(shù)據(jù)的采集，確保信息交流的暢通，將施工情況通過可視化顯示子系統(tǒng)顯示出來，此外，應用BIM的安全預警子系統(tǒng)對施工中的安全管理進行檢測，即使工程交工后，BIM技術(shù)也能對建筑物服役期間的應力應變動態(tài)監(jiān)測，為鋼結(jié)構(gòu)工程施工前、施工中、施工后提供了全方位的服務，提高了工程建設(shè)效率及質(zhì)量。

3　結(jié)語

BIM理論與應用的優(yōu)點在于能夠讓人直觀的看到工程結(jié)果，并對工程過程有一個詳盡的掌握。BIM的理論發(fā)展和應用符合我國信息化發(fā)展的總體要求，其應用存在著巨大潛力，是當前工程項目管理的核心技術(shù)之一，通過建模、出圖、渲染等實現(xiàn)工程的協(xié)同管理，促進設(shè)計部門與施工部門的信息交流，提高了施工的安全性、可靠性及效益。只是當前BIM理論與應用存在著一些缺陷，影響了其在工程項目建設(shè)中作用的發(fā)揮。例如，BIM數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，造成了數(shù)據(jù)交換難、信息溝通難的現(xiàn)象，致使相關(guān)人員的溝通存在一定阻礙，即便如此，我國的BIM技術(shù)仍然發(fā)展迅速，已是當前工程項目管理的核心技術(shù)，并隨著建筑業(yè)的發(fā)展，相關(guān)的理論在實踐中不斷完善，其應用效率會不斷的提高，應用范圍也必將更加廣泛。

參考文獻：

[1]蘇培紅.鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計與BIM技術(shù)的有機結(jié)合在中國博覽會會展綜合體工程中的應用[J].建筑施工,2014(05):534-535.

[2]閆勇,卜祥英.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)廠房中的實踐應用[J].建材世界,2014(03):78-80.

作者簡介：孫善乾（1972—），男，山東濟寧人，本科，副教授，研究方向：金屬材料、鋼結(jié)構(gòu)(海洋工程)建造技術(shù)。