摘要：BIM（Buiding Information Modeling）即建筑信息模型，核心是在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点。随着BIM技术应用的发展，利用BIM平台贯穿钢结构施工各个环节的探索越来越广泛，在平面规划、钢结构深化设计、钢结构制作、加工、运输、安装、施工模拟分析与相关验算、质量安全管理等多方面的应用取得了显著的成效。
关键词：大跨度；钢结构；BIM技术；应用；分析
引言：在国民经济中，建筑业在较长的时期内都将是支柱性产业之一。当前我国经济发展速度放缓，使得建筑业的发展速度也随之减慢。特别是粗放式管理模式中的建筑业，由于缺乏新的技术、新工艺的不断更新，建筑信息化程度又不高，加之缺少精准的管控平台，较之国外材料科学以及建筑工程新技术地不断深入，使得我国建筑业发展开始呈现明显下降的态势。建筑信息模型（BIM）作为一类具备创新生成方式与生成工具的建筑生成要素，已逐步为越来越多的发达国家建筑行业带来全新的业界革命，并能够同步创造出巨大的经济价值。利用信息化能够对建筑进行全生命周期信息管理，先进的施工技术方案又能够优化资源配置，提高施工效率，降低施工成本，保证施工质量。
1.大跨度钢结构施工难点
当前，大跨度钢结构工程，在施工过程中其难点有很多，主要表现在以下几个方面：一是施工技术较为复杂，在大跨度钢结构施工时，不单单有很多专业性很强、难度很大的工序，比如深基坑拼接吊装，高空焊接工程，同时还有许多的交叉作业，例如施工安装、焊接、拼装、校正工作之间需要多个专业同时进行。二是缺少新技术、新材料的广泛应用。尽管大跨度钢结构的施工是结合设计进行严格的模拟实验，通过科学、逼真的模拟方法来实施检验，然而在施工中有很多不可控的外界因素，使得实施过程受到不同程度的影响。比如预应力技术，这一技术虽然成熟，但是在钢结构的应用较少，将预应力技术应用到大跨度钢结构工程，其能够创新结构形式，例如张拉整体结构形式等；比如沿海城市大气腐蚀、温度、紫外线腐蚀、异物腐蚀等腐蚀环境因素。三是焊接难度大，大跨度钢结构施工大多是通过焊接工艺来连接，越是大型钢结构，对其承载力的要求就越高，受到外界因素的影响就越明显，使得在对缝连接上产生很大的因难。通过BIM技术在大跨度钢结构上的应用，能够将上述难点得到有效的解决。
2.BIM技术的相关概述
2.1 BIM技术的含义
对于BIM技术来说，它的简称是Building Information Modeling，其模型基础是建筑工程项目的各类信息数据，在模型建立过程中，利用数字信息仿真技术来对建筑物的数据信息进行有效的模拟。BIM是一个数据平台，用于设计、建造、运维的数字化管理，又是一个项目管理工具，基于模型和云技术对项目的进度、安全、质量、资源、资金、成本进行综合性的管理。归根结底，这一技术体现的不是某一既定的建筑信息模型软件，也不是在建筑工程施工中所使用的特殊工艺，它是与时代发展相同步的过程中而产生的新型建筑概念之一。
2.2 BIM技术的特点
一是可视化。对于可视化来说，其意思是指“所见就是所得”。对钢结构构件空间立体布置进行可视化模拟，通过提前碰撞校核，将不利于安全和质量的工艺、施工顺序在原设计的基础上进行优化，有效解决施工图中的设计缺陷，进而对方案进行优化。
二是参数化。在BIM技术中，不单只是将点、线、面等绘图工具进行应用，它是在视图中，通过柱、梁和墙等构件，将与之有关联的对象进行建立和修改。BIM技术在建立模型过程中将参数化设计方式进行应用，这一过程能够对各种对象的参数进行增加和修改。
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三是施工模拟。通过BIM技术，不单能模拟建筑实体，同时还能对实际生活中的真实事件进行模拟。在设计过程中，这一技术能够有效的模拟节能、日照以及热传导等；在招投标过程中，能够实施4D模拟，就是结合施工组织设计来对现实的施工情况进行模拟，这样可以将施工方案进行编制，从而对施工给予有效的指导；在施工过程中，运用BIM技术将工程周边及现场的实际环境和现场设备设施以数据信息的方式挂接到创建好的工程场地模型与建筑模型中，建立三维的现场场地平面布置，并参照工程进度计划，可以形象直观地模拟各个阶段的现场情况，灵活地进行现场平面布置，实现现场平面布置合理、高效；此外，通过5D模拟能够对成本管理得以实现；在运营过程中，对日常紧急情况处理进行模拟，例如在地震过程中，对人员逃生、疏散等进行模拟。
3.BIM技术在大跨度钢结构施工中的应用
3.1现场平面规划
利用BIM技术在项目施工前提前规划不同施工周期内的平面布置，通过精准建立场地模型，统一布置协调钢结构施工的现场平面布置设计。利用BIM技术规划后施工可以使场地紧凑有序，尽可能避开拟建工程用地，在满足施工的条件下尽量节约用地，尽可能减少临时设施的投资以及最大限度减少场内运输，特别是二次倒运。同时构件堆放分别按照安装区域、位置以及编号等分类进行堆放，确保现场文明施工。
3.2钢结构深化设计
倒三角桁架每个节点连接的杆件较多，而且在空间上有不同的角度，所以定位相对比较困难，节点处理起来也比较麻烦。所以此部分的深化设计需要采用BIM三维放样，XSTEEL软件建模相结合的方式，确保深化设计的准确无误。同时，应用BIM软件对弯扭构件进行展开，很好地解决弯扭构件深化难题。其次，梁柱及梁梁连接节点也比较常见，关键在于加工制作，因此，做好倒三角管桁架的深化设计是本次深化设计的重点。
3.3钢结构加工制作
水乐园主桁架和主题乐园主次桁架均为鱼腹式倒三角桁架，下弦存在大量弯曲管件。此类弯曲构件加工精度直接决定了现场安装定位精度，决定了整个结构主受力构件杆件内力分布是否与原设计相符。如何加工此类弯曲构件及如何保证构件线性精度是本工程的难点。利用BIM技术及深化软件XSTEEL实现弯曲构件的精确建模，并将数据提供至加工厂家，实现构件的精确加工和制作。
3.4钢结构构件运输
利用BIM技术模拟运输过程，充分考虑运输车辆承载能力、构件包装方式、现场塔吊及汽车吊布置和吊重能力、场地所承受的施工荷载等因素，确定构件重量、运输尺寸等，合理划分构件制作单元。
总结：应用BIM技术服务于钢结构施工过程，有利于提升项目建设品质，产生不可替代的作用，在实现设计、施工等多重优化的同时，解决项目建设过程中实际存在的技术复核、技术交底等施工难题和难点，为改进大跨度钢结构、复杂异型钢结构施工管理模式提供了新的思路。
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论文作者:邢小惠,宋建勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/16
标签：钢结构论文; 技术论文; 构件论文; 大跨度论文; 模型论文; 建筑论文; 现场论文; 《基层建设》2019年第11期论文;