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摘要：随着我国经济的快速发展，建筑物本身的高度及数量较之前有很大的提升和增加，相应的建筑施工方面的难度也越来越大。本文通过钢结构住宅试点工程的设计与建造过程，结合BIM技术，阐述BIM技术在钢结构住宅试点工程中的应用。
关键词：钢结构；住宅；BIM技术；应用
一、建筑钢结构特点分析
1.绿色、节能、环保，符合可持续发展理念
我国自改革开放以来，提出了可持续发展的理论和观念，进而各个方面的发展也都围绕着绿色、环保来进行，钢结构正好符合这方面的需求，建筑钢结构中的一些基础材料可以进行工业化生产，同时其还具备高强度和高效能这两个特点，更为重要的是，建筑钢结构具备强大的支撑能力。除此之外，还可以将钢结构利用过程中所产生的一些零碎边角料进行回收利用，实现资源的循环利用，减少施工单位的材料成本，提升施工单位的经济效益。这种材质自身比较轻便，并且非常符合相应的建筑材料标准，在实际应用和运输的过程中都比较方便。
2.施工成本低
当前很多建筑结构中都采用钢结构，一方面是因为钢材自身的特性，钢材在应用之后还可以回收再利用，进而有效地降低建筑单位的材料成本；另一方面则是因为我国建筑钢结构施工技术已经发展的比较成熟了，钢结构的安装和加工等施工都十分方便，在这种背景下，合理地应用钢结构能够极大地提升建筑施工的效率、减少施工周期；最后，就是在建筑钢结构实际施工过程中，受外界环境影响比较小，能够很好地保障房屋建筑的稳定性，其经济性也十分明显。
3.强度高、抗震性能好
钢结构强度极高，并且其弹性模量也比较高，所以在相同的承重条件下，会比其他建筑结构更加节省材料和空间，例如钢筋混凝土结构，最终有效地减少建筑结构的竖向面积，提升建筑结构的使用面积。除此之外，因为钢的物理性能及内部组织比较均匀，所以在受力情况下各个部分基本相同，如果受力没有超过极限，会产生一定的弹性，工作性能十分良好。钢材还具备较强的延展性，能够在很大程度上减小地震对建筑结构所带来的伤害，避免结构出现断裂等相关情况。
4.实用性好
钢结构的实用性具体表现在其建筑材料的质量和重量这两个方面。首先就其重量方面来说，通常情况，相比较于传统的混凝土和砖木结构的建筑材料而言，建筑钢材的重量比较轻，进而施工操作起来十分简便；然后就是钢结构具备非常好的力学性能，其刚度和强度都比较高，进而在施工完成之后，建筑抗震性能十分好，这几个方面都充分地表现出了建筑钢结构的实用性。
二、BIM技术的特点及优势
1.项目可视化
在钢结构设计阶段，通过BIM系列软件将钢结构成型效果用数字化3D模型展示出来，并且能够直观的看到不同构件之间的联系，提前提出施工难点，提高了图纸修改的灵活性，同时也能更好的对图纸进行优化。同时，BIM技术还能展示钢结构细部构件和隐蔽部位，也为施工方案以及管理控制措施的制定提供了可靠的数据参数，项目可视化提升了钢结构施工管理的时间与空间上的协调性，提高了工作效率。
2.模拟性和执行性
在钢结构施工管理过程中，可以通过BIM5D等管理软件进行钢结构模拟施工、试验，通过模拟可以验证施工方制定的施工方案的合理性、可靠性和安全性，在模拟施工的同时，还能对突发事件进行模拟，便于制定相应的应对措施和应急预案，进一步保障钢结构施工安全。BIM技术的4D模拟实验可以确保钢结构施工方案的可行性，为保证后续工程的顺利进行提供数据保障。另外，BIM技术在模拟施工的同时，还能对施工进度和完工进度进行预测，防止疏漏情况的发生，同时5D模拟还能对施工过程中的施工成本进行有效的监控，便于成本控制，降低工程造价。通过BIM管理软件连接各部门，打破部门之间的沟通壁垒和信息壁垒，加强管理，提高效率。
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3.协调性和优化性
如BIM5D等管理软件可以将钢结构工程施工中的各项数据和文件统一记录和整合，并将其在视图中统一显示，有效地提高了存储空间的利用率，对缩短施工周期，排查施工隐患具有重要作用。由于钢结构工程施工难度较大、工艺较为复杂，传统的人工管理模式和效率已经不能满足要求，BIM技术可以通过优化复杂项目，进而确保施工管理工作的顺利进行和工作效率。4）经济效益高。BIM技术在钢结构施工管理中的应用，不仅可以提高工作效率，还能对施工现场的施工人员、材料、机械设备以及施工工序等，进行科学、合理的分配和调整，然后通过运算和模拟制定最佳的处理方案，同时还能有效的控制工程成本，提高项目经济效益。
三、BIM技术在钢结构工程建设阶段的应用
1.在深化设计环节的应用
在钢结构工程的深化设计环节，需要细化每一项工作，以此保证后续工作的顺利开展。同时，将BIM技术应用到钢结构工程的深化设计环节，整个过程要涉及到多个软件，比如Star-CAD、TeklaXsteel等等，这就要做好相应的准备工作。在设计详图过程，设计人员可以利用可视化界面进行真实大小的三维模型设计，将钢结构工程的整体情况展现出来。在进行建模工作的时候，设计人员需要以不同角度对设计过程中的问题进行检查，整个过程要充分利用软件自身所具有的检查功能，通过软件的检查功能向设计人员做出提醒，使设计人员能够及时处理问题，有效降低设计问题的发生率。在完成建模工作之后，需要在确认无误的情况下，利用软件生成工程详图，确保其能够充分满足用户的使用要求。
2.搭建钢结构施工管理信息化模型
本文以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，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，为施工管理人员分析和数据调用提供了便利条件，利用手机端和PC端信息的传递，可以更好的对施工现场进行数据采集和分析，实现对施工现场的实时监控和管理、进度调整以及构件属性等，有利于协调钢结构预制构件的生产和安装施工等，为构件的生产管理以及钢结构施工管理提供了便利的条件，同时也保证了工程全过程具有可追溯性，提高了工程管理水平。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。
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。
结语
住宅产业化项目钢结构住宅试点工程通过使用BIM技术，在设计阶段和施工阶段节约了时间且取得较大的经济效益，其可视化、三维联动、协同设计、参数化等使得设计成果更为丰富，通过施工模拟、碰撞检查更是减少大量返工与修改，钢结构住宅试点工程通过使用BIM技术，为BIM技术在高层住宅中的应用累积经验、提供参考与借鉴。
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[3]高成，赵学鑫，高世昌，郭泰源，李鹏宇.BIM技术在中国尊建筑工程施工中的应用研究[J].钢结构，2016，31（06）：88-91.
论文作者:石磊
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第7期
论文发表时间:2019/10/14
标签：钢结构论文; 技术论文; 过程中论文; 建筑论文; 工程论文; 施工管理论文; 项目论文; 《建筑细部》2019年第7期论文;