BIM技术在钢结构施工中的应用

BIM技术在钢结构施工中的应用

孙静

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摘要：现阶段，在中国经济科技实力不断增强的背景下，钢结构技术已得到广泛应用。作为一项新技术，BIM对建筑项目的建设具有巨大的价值和深远的影响。BIM技术在钢结构施工中的集成验证了结构的合理性。基于结构可靠性和饰面优化，以提高施工项目质量，确保最佳设计结果并最大限度地提高效率，我们将研究BIM技术在钢结构施工中的应用。

关键词：钢结构施工;BIM技术;施工质量;应用

引言

建筑业的高质量发展对钢结构在建筑中的应用和性能提出了更高的要求，建筑设计和应用模式正逐渐成为建筑领域的热点，在工程设计领域，预制钢结构建筑由于其多方面的优势，越来越多地被采用，预制钢结构形式的预制钢结构得到了显著的发展。由于BIM技术在建筑领域的深入应用，它将在预制钢结构生命周期的信息集成和扩展、设计过程可视化和信息模型平台方面发挥巨大作用和价值。

1BIM技术特点

1.1可视化

BIM技术的可视化可以体现在三个方面，第一，设计可视化，使用BIM技术建模，建模方法主要由三种类型的隐藏线、带边框的着色和真实渲染组成，可以根据实际需求以不同的方式呈现给客户。施工期间，使用BIM技术的可视化功能对施工条件进行建模，并提前确定钢结构安装过程中可能出现的问题，如尺寸因素引起的钢部件碰撞。最后，它是复杂结构节点的可视化，由于BIM技术的虚拟性质，可以非常清楚地看到设计的复杂部分。

1.2模拟性

在BIM技术的3D模型构建中，施工现场的设计人员和管理人员要对于建筑过程中所涉及的相关数据进行统一的收集和管理，整理完成后的数据信息可以作为装配式钢结构模拟施工现场的依据，展现整个工程的时空情况，用于指导装配式钢结构工程的施工。施工人员可以通过BIM建模所构建出的三维立体性的建筑模式，对于钢结构施工的细节变化进行实时性参数调整。借助BIM技术的工程进度图表展示，进行对比和分析，完成自动化的运营管理模式。利用BIM信息，可以避免因人为因素而造成的施工影响，排查装配式钢结构施工中的安全隐患问题。通过设计图纸与施工现场的实测对比，可以直接发现问题的所在。

1.3参数化

与之前的数值建模分析方法不同，BIM使用参数建模，整个模型都有自己的算法，当模型的一个参数发生变化时，其他参数也会发生变化，这在设计变更时很方便。同时，每个参数对应于项目信息，这些参数与多个其他位置相关联，当参数在设计过程中发生变化时，会显示相应的部件，提醒设计师避免设计过程中影响正常施工的错误。

2装配式钢结构建筑设计原则

预制钢结构的建筑设计应符合多功能性和耐用性原则，所有预制钢结构设计应高度重视预制钢结构设计，加强对预制钢结构构件的控制，预制钢结构设计应改进防火防水设计，以确保建筑结构的实用功能。预制钢结构的施工还必须尊重可持续性原则，即：可持续设计，使建筑物具有更长的使用寿命，利用建筑空间和结构潜力，使建筑空间和功能适应用户不断变化的需求。此外，基于BIM的预制金属结构设计方案必须按照空间功能模块和幕墙模块的设计原则进行，以确保建筑的功能和空间。

3BIM技术在钢结构工程中的应用要点

3.1前期设计阶段

装配式建筑在组装之前，设计人员要在施工前对于施工现场进行勘察，全面考虑影响施工的所有因素，包括天气、地形、周围建筑物等，采集相关的数据，将所有的因素进行综合分析，对于装配式建筑使用的建筑材料是否符合标准，施工中的具体要求等制定施工方案和建筑工程的管理计划。利用BIM就是将施工现场测量的数据和施工作业进行结合，能够明确钢结构在施工中的具体尺寸和规模，还可以提供各种建筑材料的性能对比。在完成装配式建筑的设计以后，还可以利用同模型进行误差识别，综合反馈各个参建部门的意见，随时进行调整和方案优化。BIM技术不仅仅具有协调性，更具备设计阶段的优化性。

3.2创建BIM结构信息模型

创建BIM模型有两种方法：第一种方法是根据建筑设计方案中的信息创建模型；第二种方法是根据建筑物的二维绘图方案，确定建筑物内部的结构和功能要求（包括柱的位置和距离）并创建模型。第一种方法需基于统一的BIM设计平台。架构专家在规划阶段提供架构模型，通过软件交互手动创建结构布局。将完成的BIM结构模型通过数据接口导入结构工程软件，在其中简化模型、修改和改进计算，调整BIM结构模型，直至最终交付。这种方法的缺点是目前国内的建筑规划周期很短，在建筑方案设计阶段没有考虑创建建筑结构模型。如果以后的建筑设计发生了重大变化，则必须先在BIM结构模型中对其进行修改，再将其导入计算软件，进行计算和修改。虽然可以使用计算结果模型修改Revit结构模型，但由于现有静力学计算软件中数据交互存在缺陷，计算结构模型与Revit模型的耦合变化会更加烦琐，不利于结构方案的选择。第二种方法是由建筑专业人员提供二维施工平面图、高度图和剖面图，在结构计算软件中逐层创建相应的结构计算模型，然后在计算和分析完成后将其与BIM结构模型链接，最终实现二维或三维递送。其优点是结构计算模型简化后更便于结构分析和结构方案的选择。

3.3构件进场和装车顺序管控

在钢结构装配式建筑施工构件进场时，按照上述操作对其RFID标签进行扫描与识别。所有进场构件均需要确保其检验合格。在构件进场前，对构件进行详细的构件进场操作流程，建立构件进场规则，并对构件进场时间进行规范。结合BIM技术对构建进行动态建模，并在上述构件的BIM模型中进行展示。根据钢结构装配式建筑设计图纸上构建机场和装车的顺序要求，在模型当中完成管控流程。若构件在进场过程中存在多种缺陷问题，通过现场验证、实际操作比对后，得出缺陷对应构件及编号。在构件装车前，施工单位需提前做好构件的装箱前准备工作。（1）对构件的尺寸、重量、外观等进行测量；（2）采用BIM技术建立构件参数和外观尺寸，为吊装构件提供基本信息和依据。具体包括：了解各现场构件装运情况和所需工具清单；制作构件装箱清单；制定构件装箱前处理计划；制定吊装构件装载前安全措施方案。同时，在构件进场时，若构件不在上述构建的BIM模型中，则需在现场人员进行构件验收前完成。构件装车前按照先卸后装的原则进行作业，卸车操作时须注意吊装件与预制件之间的距离控制，防止构件因自重造成错位碰撞；在施工中根据现场条件设置预制件安装定位系统；对预埋构件进行检查是否存在锈蚀或破损情况。

结束语

综上所述，BIM技术具有优化性、可视化、模拟性、协调性的特点，并且BIM技术在装配式钢结构施工中可以发挥出重要的作用，提高装配式建筑工程管理水平，有助于加强钢结构施工方案设计质量，还能够合理进行工程造价成本的调控。BIM技术在装配式钢结构施工中的应用主要体现在了前期设计阶段、生产加工阶段、施工安装阶段以及运维作业阶段。

参考文献

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