摘要：随着我国建筑行业的迅速发展，各种新技术、新手段被应用到工程建设领域中，对提高工程施工效率及质量起到较好的积极影响作用。而BIM技术作为一种数据化工具，能够对建筑的模型、信息化和数据化进行整合，使技术人员能够正确理解并应对各种建筑信息，有效提高工程建设的效率及质量，降低工程建设成本，对建筑行业的发展有着较大的影响作用。通过深入分析BIM技术在钢结构工程建设阶段的应用，能够提供更加可靠的参考依据，使BIM技术在钢结构工程建设阶段的应用价值得到充分发挥。
关键词：BIM技术；钢结构工程；建设阶段；应用
1BIM技术概述
BIM属于信息应用平台，指的是建筑信息模型，通过在管理过程中纳入工程生命周期，借助模型分析控制设计与施工部分，完成能耗分析、碰撞检测以及模拟施工问题等工作，并针对BIM技术使用期间出现的问题制定针对性的解决促使，提高建筑的稳定性。具体而言，BIM技术具备以下几方面的作用：①可以构建三维建筑模型，设计人员可以利用BIM技术进行碰撞检测，并研究分析钢结构构件的安装与建筑能耗量，以此优化钢结构设计方案，确保工程方案的合理性与可靠性。②可以共享施工信息，技术人员通过BIM构建的平台共享各种不同专业的信息，提高信息的流通效果，在优化设计流程的基础上实现施工数据的共享，提升钢结构的施工管理水平。③可以优化钢结构的预制件，预制件在钢结构施工过程中占据十分重要的作用，为了充分保证预制件的质量水平，技术人员可以利用BIM的信息共享功能优化预制件的施工方案，并保证预制件制造企业可以获得更多的生产信息，有效保证其生产效率与质量水平。
2BIM技术设计模型的优势
2.1施工方案的指导性
通过BIM技术建立3D模型后，能够很直观地了解构件类型和结构形式。通过BIM信息化数据库可以快速便捷地导出所有构件的工程量。文章涉及工程为超高层型钢混凝土结构，吊装设备主要为塔吊。构件的分段、塔吊选型、塔吊位置布置对施工过程有重大影响。通过3D模拟技术能够快速选出合理的塔吊位置，然后对塔吊吊装能力及构件重量进行分析，选择塔吊的型号并确定构件分段。BIM技术结合施工方案进行施工模拟既提高了工作效率，确保了施工方案的可实施性，也降低了施工中存在的安全风险。
2.2深化设计与自动出图
随着钢结构建筑的不断涌现，钢结构深化技术已发展为钢结构施工的一项重要施工技术。工程结构施工图中只有主截面采用了钢结构设计，因此，钢结构深化过程中，所有连接节点将通过BIM技术进行深化设计。牛腿高度、长度根据设计图中梁的截面位置、钢筋与钢柱连接方式的设定等各方面综合考虑进行设计，同时要满足规范要求。将BIM技术的三维可视化功能与时间维度相结合，可以进行虚拟施工，大大减少建筑施工中的质量问题。
2.3碰撞检测
钢结构工程中钢构件的零部件种类繁多，在设计或者建模过程中或多或少会出现一些钢柱零件板之间或者钢构件零件板与土建钢筋之间发生碰撞的情况。为了减少施工现场返工率、节约项目施工成本，需要项目管理人员进行深化图纸审查，以保证各零部件之间无碰撞情况。传统的人工审图方法效率很低，极不容易发现其中的问题，不能及时修正错误。通过BIM软件的碰撞检测功能，可以在出图前发现碰撞问题并及时修改，使得处理碰撞问题时达到事半功倍的效果。
3BIM技术在钢结构工程建设阶段的应用
以会议中心为例，根据本工程结构特点，钢结构安装工作配合土建施工进度进行安装。以钢结构安装为主导线路，从地下室钢结构预埋件安装开始，主楼钢结构的安装从下到上连续进行，直至安装屋顶部分钢结构，完成所有构件的安装，钢结构安装主要采用塔吊进行高空散件安装。工程为钢柱支撑钢桁架而成，呈雏鹰形，建筑物结构复杂，并且外形尺寸较大，钢构件分布较广，空间坐标测控复杂，有些部位以及构件容易被遮挡，不容易进行观测。
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3.1完成模型检查以及碰撞检查的建立
本工程一般都是多层形式的全钢结构工程类型，在实际工作的过程中，技术人员需要按照实际需要实验BIM技术来完成Tekla三维立体模型的构建，之后在碰撞软件中将BIM模型导入，最后实现有效的整合，同时完成碰撞条件的合理设置，做好软硬碰撞以及公差值的计算以及设置，这样一来，就可以运行碰撞完成有效的检查处理工作等，在相关工作完成之后提供有效的碰撞报告，之后逐一定位碰撞点所在，完成有效的排查工作，如果是存在碰撞的地方，那么就需要设计院基于模型的实际构造以及工作情况进行交流以及沟通，并且实现设计的进一步修正跟优化，这样一来就不会影响到工程返工以及工程日期等内容；同时，标准化模型编号工作也是非常重要的，最后得到最佳的零件加工图，同时还可以得到标准化的构件拼装图，这样一来加工生产就可以顺利完成。
3.2在构件加工环节的应用
（1）BIM模型与车间数控设备的协同合作。这方面主要就是对BIM技术和信息技术软件进行结合，形成数字化的制造技术生产流程。一般钢结构工程详图设计和制造软件所使用的信息，是具有高协调、高精度、高一致的建设信息模型中的设计数据，可以将这些数据共享到相关建筑活动中。（2）BIM软件与车间套料排版软件之间的数据传输。在套料排版类软件的基础上，可以将各种格式的文件输入其中，使其能够对构件的尺寸、形状及特征信息进行自动化整理，之后将零件属性按照不同材质、不同的板材规格进行套料分组，实现同时批量进行多种材质及板材规格零件的套料功能，使工作效率及自动化水平得到有效提升。
3.3利用5D模型划分精确施工时间
基于BIM平台，运用TeklaStructure软件建立5D进度模型，并利用广联达BIM5D进行安装前吊车、起重机等吊装设备详细位置及分工细节的模拟，以便解决吊装设备时间、用工量的冲突问题，避免不必要的成本浪费。还可以对主结构、次结构以及围护结构进行安装顺序模拟，在施工初步方案设计阶段提供直观、全面的动画模拟方案，降低错误发生概率，缩短工期。
3.45D虚拟建造的进度管理技术
将施工进度时间与BIM信息化模型结合起来，形成5D模型，通过BIM模拟软件展示出来，进行进度计划与实际施工的实时对比，对比结果由图表以及模型颜色的变化情况反馈，使项目进展情况清晰、准确、及时的跟踪报道，以便提前制定相应的解决措施和进行方案的再优化。BIM技术的关键在于建筑信息模型，它又被称之为5D模型，其包含了完整的建筑信息数据。5D模型由一个或多个三维模型整合加上工程时间信息、预算成本信息、人员组织信息等汇总而成，它包含了这个建筑结构中所有的尺寸、材料、数量、重量以及场地布局、施工工艺等信息。因此通过BIM模型进行模拟及项目管理，可由计算机数据分析生成更优化的材料供应计划及资金供应计划，确保施工过程中计划合理，信息及时，避免因资金和材料不足等问题对施工进度产生影响。
3.5结构三维模型分析
对整体模型施加外部荷载作用，运行结构受力检验，在软件运行分析后可以把分析得出的文本结果和相关图像输出，通过关键数据及反应谱颜色上判断结构合理性，而且输出的结果可以应用到不同类型的BIM软件上进行对接分析，可以反复多样验证输出的分析数据和结果是否准确。
3.6细部设计与自动成图
用户可以利用软件中的图纸管理器功能按类别、用途、功能快速分类各种图纸，方便绘制人员对各类工程图纸管理，这样既可以缩减绘图时间，又可以提高图纸的精准度。用户在细部节点中输入尺寸初值，根据在节点数据库中已经预设好的运行参数，BIM软件将按照节点的预设要求来完成节点的拼装成型，通过软件不断加工处理，可以提升模型细部设计的质量，更符合实际情况；还可以利用软件的自定义节点功能把构件的复杂空间关系简化处理，以能够提高节点处在制作加工时以及现场安装时的精度要求。
4结论
随着钢结构技术的发展，BIM技术逐步发展成为钢结构行业的必备技能之一。BIM技术在建模出图、结构碰撞检测、力学分析等方面节省了人力工作，为企业减少了经济损失，降低了施工风险，并能够延伸到制作管理、进度管理等方面。BIM技术在提升效率的同时也在一定程度上优化了管理效率和管理流程，从而实现了精细化管理。BIM技术带给我们的不仅是高效的钢结构深化技术手段，更为建设管理提供了一条新思路。
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论文作者:朱律键
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：钢结构论文; 模型论文; 技术论文; 构件论文; 信息论文; 塔吊论文; 软件论文; 《基层建设》2019年第13期论文;