摘要：我国是一个人口大国，庞大的人口数量就意味着有大量的居住需求，建筑行业的发展前景也就较为乐观，同时它能够带动其上下游产业的高速发展。当前，我国一些学者通过研究，将BIM相关技术和设计方法运用于钢结构建筑，可以有效地提高钢结构建筑的设计、生产以及施工的效率，从而促进钢结构这种建筑形式的发展。BIM在如今的社会之中已经是必不可少的一种建筑模型。在未来，BIM将越加成熟。那么这一项技术将会应用于更多的领域。而如今BIM在普通建筑方面已经应用成熟，它现在所需要的是在更多方面应用起来。
关键词：BIM技术；大型钢结构施工；应用
1 BIM技术的优缺点
为了更好的介绍BIM技术，以及为了更好的像同行业展示BIM技术在钢结构项目管理中的优势，本文首先系统的梳理一下BIM技术的优缺点。
1.1?BIM的优点
第一，可视化，能够通过计算机建模将钢结构的3D模型展示出来，该模型精确度，可视化强，能够清晰的看到结构与构件，构件与构件的连接。而且钢结构的3D模型构件的平面、立面、剖面之间是关联的，如果你改了平面图上的尺寸或者节点，那么立面和剖面也会跟着发生变化。同时，BIM模型也能够展现钢结构的节点细节以及隐蔽部分，方面的设计以及施工阶段工程师的修改。第二，具备项目管理的3D/4D/5D模型的模拟性。BIM可以建立3D模型对结构的构件以及连接进行检查，能够发现在施工中可能遇到的问题。BIM也可以建立4D模型，模拟钢结构施工过程中构件吊装以及合理施工方案，可以方便的确定项目的施工方案。BIM也可以建立5D模型，对施工过程中的成本加以控制，这样可以合理的确定工程造价，并且产生良好的经济效益。第三，可以优化项目以及具有良好的协调性，能够使工程中所有的数据进行交互，可以方便的完成项目的优化，不需要花费太多的时间进行各专业的配合。能够缩短工期，同时也可以发现工程中的安全隐患，为工程的安全进行提供帮助。第四，可以实现良好的经济效益。通过合理的安排施工进度，以及合理的配置人工和材料以及投资，能够实现对该项目的成本控制。
1.2?BIM的缺点
第一，BIM技术对电脑性能的要求比较高，如果对一个项目完全使用BIM来进行设计、施工和管理，那么需要配置性能良好的工作站，这样需要项目在初期投入较大资金进行工作站以及服务器的购置。第二，BIM技术在我国，相对而言还是较为不成熟的，行业内部懂BIM技术的人才也较为匮乏，急需培养大量的BIM工程师。第三，目前国内关于BIM技术应用的规范编制相对滞后，这也是制约BIM技术发展的一个根本原因，因此需要有成体系的规范来指导设计、施工和管理。
2钢结构节点设计原则
在开展钢框架抗震设计工作时，需要遵守强柱弱梁、强节点弱构件等的原则进行设计，适当的提升支撑杆和框架构件节点的承载性能，防止其遭受到破坏，切实的保障构件自身的完整性，满足其所特有的必要条件需求。框架和节点的要求不可过强，要在地震发生的一定程度内，其板件可以产生适当的屈服变形，最大限度的提升其框架的延性。对构件进行总屈服的设计，其在遭遇地震灾害时，构件会自然的坍塌，这主要是因为其构件在地震的影响下会受到损坏，减小了承载重荷的性能。一般情况下，框架梁只能承受该楼层的荷载，其框架柱所承受的荷载重力是各个楼层之和，因此，强柱的安装会有效的提升框架防坍塌的性能。构件焊接的延性会极大程度的减小连接件钢材的延性特征。焊缝的承载力应当超过被连接件钢材板件自身的承载性能，进一步的完成构件屈服截面的设计，避免其在焊缝处于钢板之中，不断的提升构件的延性。此外，在设计钢结构平面时，要合理的划分空间结构，保持其外观的简洁明朗特性，便于其更好的开展结构的布置工作。结构抗侧力在处于同一水平作用力下的合力要尽可能的重合在一起，这样可以减小结构受扭的效用。沿着其平面进行横纵的布置，其要保证平面横纵布置的均匀性以及对称性，调整好柱距，不可过大，应用柱网调整在6~9m的数值范围。防止其产生竖向或者平面不规则的问题，在计算结构数值时，还应当以实际的计算模型为主，综合考量扭转的效用，若其产生了不规则的结构，那么就可以进行补充式的计算。
3 BIM技术在大型钢结构施工中的应用
3.1搭建钢结构施工管理信息化模型
本文以某市某大型钢结构建筑为研究对象，其主体架构为钢混结构，其中主塔为钢柱，屋顶为大型钢结构屋架，如图1所示．其中，在钢结构施工过程中，由设计方、业主方和施工方等参与，搭建该工程的施工管理信息化模型，从而在各方协调工作的前提下完成钢结构施工管理工作．通过BIM技术，搭建信息化管理模型，将每一个过程的信息数据进行收集，并通过这一模型将信息进行互相沟通，避免由于信息沟通和信息更新不到位而导致的施工问题．除此之外，这一信息模型会贯穿整个项目的生命周期，在项目进行的每一阶段，都可以对钢结构的工程信息集中管理，业主和施工方可以就施工进度进行沟通，保证施工进度和施工成本的控制．
图1钢结构工程概况
3.2解决钢结构安装过程中的碰撞问题
在钢结构施工过程中，首先通过AutodeskNavisworks软件将完整的模型和通过TeklaStructure创建的三维模型进行对比分析，同时施工方还可以通过其他的软件对模型进行冲突检测．首先，钢结构的BIM三维模型原本就是通过电脑进行预拼装，实现建筑施工过程中的真实模拟，在这一过程中，需要将钢杆件、装饰材料、螺栓焊缝等安装嵌入整体模型中，之后利用计算机实现在计算机模型中的自动拼装；其次，通过计算机搭建的实体模型，在任意角度查看材料属性和查看剖面，并进行结构自身和结构与其他专业的碰撞问题，如图2所示．
(a)钢结构与混凝土梁的局部BIM模型 （b）钢结构与混凝土梁连接处的结构模型
图2钢结构与混凝土梁的碰撞检测
3.3监测钢结构安装过程中的安装精度
在钢结构施工过程中，可以将BIM技术和GPS相结合，利用GPS对施工过程中的变形进行测量，之后将数据导入BIM软件中进行对比，这种方法可以保证测量成果的精确性，同时还不会受到天气的影响．而使用传统的三角支撑有着自身难以克服的缺点，例如在未浇筑混凝土的楼层面进行钢结构的安装定位测量时，由于模板面的不稳定以及人的走动和机械的运转导致三脚架抖动，造成测量误差大，测量数据不准确．如图3所示为柱固定螺栓标高控制监测示意图．
图3柱固定螺栓标高控制监测示意图
结束语：综上所述，无论是从促进绿色环保，还是优化住房问题的方面而言，钢结构建筑不仅是现阶段工程设计者最为青睐的结构设计之一，还必然是未来改善我国住房问题的有效途径。在我国现阶段建筑行业饱和以及产能过剩的现况下，钢结构建筑的研发俨然成为打破这一现状的突破口，而基于BIM技术下的建筑结构设计，也为钢结构建筑带来了新的生机与活力，促使建筑工程结构设计与建设更为简单与便捷，进而推动装配式建筑的持续健康发展。
参考文献
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论文作者:李钰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/22
标签：钢结构论文; 模型论文; 构件论文; 技术论文; 建筑论文; 过程中论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;