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摘要：BIM建筑信息模型技术也给钢结构等复杂施工提供的更多的可能，随着钢结构建筑规模的不断扩大，那么在建筑施工过程中所面临的风险也越来越多，同时大规模钢结构施工过程中还面临着各种数据信息量大、信息传递不通畅等问题，这都给建筑施工的管理带来了极大的麻烦，利用BIM建筑信息模型技术处理钢结构建筑施工中所面临的问题和麻烦是非常重要的，同时也是建筑施工中未来的发展趋势。
关键词：BIM；钢结构；建模
结构形式的创新增加了施工过程中的风险，为建筑结构施工提出了新的技术难题，建筑施工方案的可行性和施工过程的安全性应得到充分保证。在产业升级的大环境下，建筑信息模型BIM得到越来越多的应用。
一、BIM技术在钢结构施工中的应用
1.动态建模。BIM建筑信息模型技术能够根据自身的数据库进行建筑模型建立，通过BIM数据库可以建立详细的建筑模型包括建筑的具体形状、位置、尺寸、施工的材料与施工的工艺流程等。同样，采用BIM建筑信息模型技术可以快速的构建钢架建筑的3D模型，模型建立后，施工单位可以根据详细的模型信息建筑施工。
2.无论是普通的建筑模型构建还是钢架结构模型的构建，都需要对其详细的参数进行设计与归算。BIM建筑信息模型技术已经把建筑中所需要的构建都已经进行参数化处理，那么使用者只需要在操作界面点击相关的按钮，那么久可以自动的为钢结构模型设计相应的参数。如果说BIM提供的参数还不能够满足用户所需要的建筑模型参数，那么用户也可以通过自定义的方式设置相关参数。
3.可视化应用。BIM建筑信息模型技术拥有可视化管理的操作模式，通过运用BIM技术，建筑施工人员能够及时的分享工程施工的进度数据，通常交流更多的建筑施工信息，从而提高建筑施工的管理效率。通过把钢架结构的具体参数信息添加到BIM管理软件当中去，就可以使得模型数据随着添加数据变化而变化，这样一来便于及时的调整。
4.在具体的施工进程中，建筑管理者利用BIM技术对操作者、操作对象、操作工位等方面进行实时的监控与追踪，不断的采集建筑信息数据，全面详细的了解施工的进程与时间，从而构建建筑施工模型。这样一来管理者就能够方便快捷的提取其想了解的数据信息。
二、设计阶段的应用
目前钢结构工程在设计阶段，因钢结构专业和BIM技术人才缺乏，导致设计深度不够、设计造价偏高；因设计方案不合理使后期施工困难，只能返工重新设计而导致投资增加等情况屡见不鲜。利用BIM技术按照设计图纸，调用“构件库”和“节点库”进行三维建模，录入构件、节点的参数信息，这在利于构件节点的深化设计的同时，还利于钢结构工程的可视化与信息管理。
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胡育科等人通过阐述国家推出的有关推广钢结构的政策，及当前钢结构推广的瓶颈和问题，提出了大力推广钢结构根本在于提升工程设计和应用水平；杨振方通过对Tekla Structures 在钢结构工程中的应用研究，阐明了Tekla Structures 在不同结构中的详图深化设计功能及运用方法。结果表明，Tekla Structures 的数据交互功能，及建筑设计、分析、出图、报表等功能，能提高设计的效率和准确性；尚超宏等人通过实际工程，介绍了Tekla 在项目中的深化设计流程、设计依据、深化中遇到的难点重点，突出了BIM 技术对设计和后期施工流畅、经济的重要性。由此可见，运用BIM 来解决深化设计中的问题，并优化设计方案是可行且有效的。在当前发展较为成熟的BIM 软件中，Tekla Structures 在解决节点深化设计问题上扮演着重要的角色。借助钢结构工程的BIM 模型，一则能直观地向业主反映项目的建造过程与成果，对现场复杂的安装节点、难度系数高的施工工艺进行可视化三维技术交底，优化设计方案；二则模型自动生成的报表，能为项目和造价管理提供依据；三则模型在Tekla Structures 中深化后可同其他软件进行交互，进行管线综合和碰撞检查等。最终达到最优设计，以获得更大的经济效益。
三、BIM在钢结构和幕墙设计中的应用
1.主要设计工作内容及相互关系。（1）设计工作内容：①BIM模型建立，②结构计算（与装饰点位完全对应）③幕墙设计，A.材料选择：锈蚀钢板，光电玻璃，铝单板，蜂窝铝板。B.节能计算与幕墙结构计算C.施工可行性分析：大块整片玻璃，锈蚀钢板等④结构构件与幕墙再次验证BIM模型⑤协调工作：与建筑设计，水电设计，led显示屏设计，设备设计，内装修设计。各方协调一致经碰撞校核无误后出设计图，再出钢结构深化加工详图。（2）幕墙与钢结构的关系，售房部的最终结构由28榀变截面和独特悬挑造型的管柱组成，其钢柱即作为结构的受力构件，也作为装饰层的支撑构件，结构设计时需考虑以下因数对结构设计的影响。①单片桁架的装饰外边线需满足建筑设计的要求，②底部内外装饰板的转角点标高需均为0.900米。③玻璃是无框玻璃幕墙，为了美观效果，对应位置钢柱间不能设支撑。④装饰板的底部不同颜色的交线和玻璃与装饰板的分界线整体上是一条直线。⑤装饰板中间转角处的高度均为4.5米，因每榀桁架转角不一样，同时侧方向的玻璃与装饰边缘时定值，几者定位复杂。屋面系统的女儿墙与天沟交界处的节点构造。
2.通过BIM设计如何解决设计施工中的问题.（1）BIM设计建模的目的，为了解决异形空间结构的尺寸放样，结构与装饰的匹配对应，各专业交叉配合及碰撞校核等，整个售楼部的结构域幕墙设计采用BIM的设计方法。（2）BIM设计的方法，钢构公司（CMCC）使用Tekla Structures创建了一个三维BIM模型，这个模型用于整个“售房部”的施工过程。由于“售房部”外表面覆盖层与结构联系紧密，使用犀牛（Rhino）软件设计建筑的整体造型，造型被输入到Tekla Structures用来参考定位，在TeklaStructures将装饰板材每块分隔真实建立实体模型，以确保钢结构的设计边线是正确的位置。3D3S（MIDAS）软件用于设计计算，3D3S（MIDAS）的结构计算模型也作为参考模型输入到Tekla中，tekla可以检查两个参考模型之间的关系，当发生碰撞或结构与装饰几何关系不正确时，tekla输出调整后结构模型在3D3S中重新计算或局部微调建筑方案，这就在三个软件之间建立了全面的输入输出功能，使Tekla模型成为最终的BIM模型。建筑师采用Rhinoceros软件进行建筑设计，它所提供的输出数据格式中，dwg格式同样被Tekla Structures所支持，这样就能将Rhinoceros软件绘制的建筑用模型输出为wg数据格式，再在Tekla Structures软件中将dwg数据格式导入，导入后的建筑用模型同样会以相同的建筑样貌显示在Tekla Structures软件中，这样设计人员可以一边在Tekla Structures软件中进行设计，一边同时查看Rhinoceros的建筑模型，随时进行校对检查.（3）BIM建模后形成的效果.①钢结构BIM三维实体建模出图，其本质就是进行电脑预拼装、实现“所见即所得”的过程。首先，所有的钢杆件、装饰材料，节点连接、螺栓焊缝等信息都通过三维实体建模进入整体模型，该BIM三维实体模型与以后实际建造的建筑完全一致；其次，所有设计图（包括布置图、构件图、零件图等）均是利用三视图原理投影生成，图纸中所有尺寸，包括杆件长度、断面尺寸、杆件相交角度等均是从三维实体模型上直接投影产生的。以下是完全实现电脑预拼装的售房部BI M三维实体模型和节点模型.②通过建立实体模型，可以再模型中任意进行旋转和查看材料属性，并可以任意剖面，软件并可以自动碰撞校核检查，解决了结构与结构，结构与其他专业碰撞问题：③通过建模解决节点放样和不规则装饰材料设计尺寸问题.④BIM模型完成后，得到的不仅是一个三维的建筑模型，更是一个庞大的数据库，施工人员对整个建筑的构造及建筑形状进一步清晰，在施工过程中能把更多的精力集中在现场对重点部位的提前预控及严格把关上。
在钢结构施工中应用BIM技术，可解决传统钢结构中的构件复杂，设计、施工、管理困难以及信息沟通困难等问题。BIM技术给建筑行业带来了革命性的变化，但目前在我国应用还较少，推广工作仍面临许多困难。
参考文献
[1]周秀.浅析钢结构及其发展.2016.
[2]图浩.BIM技术在钢结构工程中的应用研究.2016.
论文作者:周星悦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/23
标签：模型论文; 建筑论文; 钢结构论文; 结构论文; 技术论文; 信息论文; 节点论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;