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摘要：随着我国科技水平的不断提高，BIM技术在各领域中得到广泛应用，其对于建筑信息化发展具有重要作用。钢结构作为建筑工程非常重要的结构类型，在经济发展下得到飞速发展。科学的应用BIM技术能够有提升钢结构工程的信息化水平。本文主要对BIM技术在钢结构工程中的应用展开分析和探讨。
关键词：BIM技术；钢结构；结构工程；BIM应用
引言
钢结构建筑工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量大，已引起结构设计人员注意。轻钢结构、高层建筑钢结构近年来雨后春笋般地拔地而起，发展很快。尽管钢结构产业在我国有了可喜的进步，但是发展力度远远不够。随着住建部对建筑产业的工业化和信息化程度的推进，BIM技术迎来一个高速发展期。
1钢结构工程的特点
首先，由于钢结构工程所使用的钢材具有强度高、塑性和韧性好的特点，从而使得钢结构相比较于用混凝土、砖石和木材等建筑材料建造的其它结构，特别是钢筋混凝土结构的重量要轻许多，尤其在大面积和大跨度的结构中，钢结构工程的这一特点较为明显。其次，由于钢结构工程所使用的钢材相比较其它材料，内部结构比较均匀，使得其在结构中的受力情况与计算模型比较接近，这样就有利于人们对钢结构的分析与研究，从而使得钢结构工程相比较于其它结构具有较高的可靠度，最终使其能较好地满足人们对建筑物的各种功能要求，特别是对建筑物的抗震要求。最后，由于钢结构工程所使用的钢材目前都已普遍采用工厂化制作，将结构中所需要的构件轧制成各种型材，使得其构件的尺寸规格能够统一，便于人们对构件的制作与加工。当然，钢结构也有其缺陷，比如易腐蚀、易锈蚀、耐火性差等，但随着科技的进步，人们正在努力改进与克服这些不足与问题，从而使钢结构越来越具有更高的可靠度。由于钢结构工程所具有的以上特点，使得其在施工阶段相比较于其它结构具有较为明显的优势，这主要体现在钢结构工程在能够在保证较高的施工质量的同时施工速度也比较快，即生产效率较高。
2BIM技术在钢结构工程中的应用
2.1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。在当前发展较为成熟的BIM软件中，TeklaStructures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，第一，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；第二，模型自动生成的报表，能为项目和造价管理提供依据；第三，模型在TeklaStructures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。
2.2加工制作环节的应用
相比于机械制造企业，大部分钢结构加工制作企业在生产管理方面几乎完全依靠工人现场经验对图纸、加工流程、制作工艺等环节进行把控，往往会造成加工过程混乱，出现一些人为的差错。而且企业管理人员无法对材料供应、机器运行、工人加工等情况进行时时跟踪，工厂管理成本增加。因此在钢结构制作企业建立一套适合钢结构加工的数字化生产管理系统显得非常关键。而BIM技术的出现对企业信息化生产提供基础数据，BIM软件在终端数据以网络云平台的形式进行存储，每个工序需要的数据资料都能在机器操作终端读取。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该模式打破了以往加工企业生产指令逐级传达的模式，直接将生产所需数据传输到工位，并且加工过程的信息也能及时反馈给终端平台，完成数据的传递与反馈。BIM软件（以Xsteel软件为例）能读取模型中各个构件的详细尺寸（包括开孔位置等信息），并能将其输出为多种数据格式，如CNC，IFC，DSTV等。并且BIM软件根据钢板的不同厚度、不同材质自动进行套料分类，导出NC格式文件，传输给CNC数控机床，完成自动切割、钻孔。BIM软件自动套料功能可以节约大量人工排版时间，并且最大程度的提高板材的利用率，提高了钢结构自动化加工的生产效率。
2.3在钢结构构件安装中的应用
钢结构工程的结构形式相比较于其它结构，都较为复杂，例如钢网架工程，由于其结构自身的复杂性，使得其节点数量众多，过量的杆件安装偏差所造成的误差积累，将严重影响到钢架工程的整体质量。所以，钢结构工程的质量控制也是一个较难处理的问题。而BIM技术在三维建模的基础上，可以实现钢结构构件的电脑预拼装，但这还只是理论模型，无法让其发挥作用，起不到控制施工质量的目的。人们想到了用测量仪器对实际构件进行实物测量，并将实测数据输入三维建模软件，形成实测模型，然后将其与理论模型进行比对，检验实际构件是否满足设计要求。这样就达到了预先精细化检验钢结构工程施工质量的目的，保证最终构件完全符合现场安装的要求，从而达到控制施工质量的目的。
2.4运营阶段的应用
在钢结构工程的全寿命周期内，运营维护阶段所占时间最长、花费最高。传统建筑的运营维护系统一般是根据工程图纸，人工采集数据后结合Excel表格中设备系统的数据进行监控。这样的运维方式直观性低，时效性差，数据传递易丢失。BIM技术能将项目设计和施工阶段的数据资料完整地传递到运维阶段，为项目建立一份全寿命周期内数据动态更新的成长档案，有效提高运维管理的质量和效率。
3BIM技术的总结与展望
3.1BIM技术在钢结构工程中的应用推广
BIM技术在钢结构工程中的应用，使得工程建设在设计工作当中就可以解决钢结构在构件制作与装配当中遇到的一些问题，但是无论是哪个工程，最重要的环节还是在施工现场的组织与管理上，对于钢结构工程就是构件的现场装配。所以，对于钢结构工程，除了在设计和制作环节当中可以应用BIM技术，利用BIM技术来管理好现场施工也是非常重要的。众所周知，由于钢材价格偏高以及劳动力成本相对较高等因素的影响，钢结构工程的成本比较高，这往往影响到业主的选择。BIM技术的实质就是用信息化的方式管理好工程建设的全过程，包括工程项目的施工阶段。所以，通过BIM技术在施工管理中的应用，可实现对工程项目的质量、成本、进度三方面的控制，从而让工程建设的效率有一个更加全面均衡的提高，从而让更多的业主选择钢结构工程，使钢结构工程具有更大的市场和前景。
3.2信息化与自动化相结合
钢结构加工的信息化和自动化不仅需要软件平台的搭建，同时加工机械的硬件配套也是必不可少的。信息模型与钢结构加工机器的对接数据尚未形成一套行业技术标准，给BIM技术的普及和推广带来了不小的困难，因此制定一套适合企业生产的数据接口标准是当务之急。BIM技术的应用应覆盖整个工程项目的设计、施工、运维阶段，是项目信息集成的中枢神经。BIM技术的发展应从行业格局着眼，从技术细节着手，结合目前已经比较成熟的云数据平台，实现企业管理、生产组织、自动化控制、机器人焊接和信息化预拼装等方面的信息化，将BIM技术真正转化为生产力。
结语
BIM技术在钢结构工程中的应用，将确保施工的精细化进行，在设计与检验过程中照比以往应用的技术会有明显进步，钢结构工程的建设效果和施工效率都会得以显著提升。今后将会有越来越多的钢结构工程项目应用BIM技术去设计、去优化管理。怎样能有效利用BIM技术提高工程质量、提升信息传递效率也将成为今后BIM技术在钢结构工程中应用发展的努力方向。
参考文献
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论文作者:马越
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/25
标签：钢结构论文; 钢结构工程论文; 技术论文; 构件论文; 结构论文; 阶段论文; 模型论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;