浅谈BIM技术在钢结构工程当中的运用

摘要：BIM技术在欧美发达国家建筑业的应用已经比较普及 ，但在我国建筑行业的运用还处于起步阶段。本文从全寿命周期分析了 BIM 技术在钢结构工程建设各个阶段的运用，展示了BIM技术带来的建筑技术和产业革新 。

关键词：BIM技术；全寿命周期；钢结构

中图分类号：TU391文献标识码： A

BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的简称。它是通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，囊括了建筑物三维几何模型、材料、价格、进度等相关信息。

传统工程项建设目实施过程各阶段常常存在信息间断。比如设计阶段各个专业在进行设计时产生的错、漏、碰在施工阶段才被发现，这时就需要对原设计进行变更。在其他阶段也同样存在一些问题，导致建筑模型和数据会被多次重复输入甚至重新建模。这也使得整个项目过程产生了大量的高成本的返工。利用BIM技术对钢结构工程项目进行全生命周期的信息化建模，使钢结构工程项目各个阶段的相关信息高度集成化，相互之间联系紧密，大大提高了工作的效率并能有效的降低项目运行成本。

1、基于BIM技术的钢结构模型

利用BIM技术对钢结构进行三维实体建模以及后期的详图深化设计，本质上其实就是实际施工过程的预演，基本等同于实际建筑的建造。钢结构BIM模型包含了整个工程的节点、构件、材料等信息。后期算量可以直接导出用钢量、节点用螺栓数等材料清单，使工程造价一目了然。其次，利用三维投影可以自动生成包括构件图、节点图等所有施工详图。由于图纸中所有的几何参数都是利用三维实体模型上直接投影产生的，所以基本上不会产生误差。

2、基于BIM技术的钢结构详图创建

传统的设计蓝图无法直指导钢结构加工制作和现场定位拼装，这时我们就需要专业的BIM软件来进行详图深化。传统设计过程并没有考虑到专业之间的相互交叉、施工现场条件等问题，因此造成较多的错、漏、碰、缺。BIM模型是将传统的二维图纸中变为三维的实体模型中，根据实际读取的信息根很容易判定模型中的节点、构件设置是否存在不合理的地方以及现场施工时是否能够实现。BIM建模其实就是虚拟施工，和实际施工基本没有什么差别。将图纸当中存在的问题和施工期间可能遇到的难题在以虚拟施工的方式予以解决，使后期实际的施工变得流畅性和经济性。

基于BIM技术的详图深化过程大致可以分为以下三个阶段。第一阶段：布置轴线，根据截面类型、几何参数搭建三维实体模型。第二阶段：根据设计蓝图并结合工厂、现场以及土建相关条件对结构节点构造进行加工和安装处理。第三阶段：对三维实体搭建的模型进行“碰撞校核”，检查模型中存在的设计错误，并以此为依据撰写碰撞报告，交由设计人员核实修正。由于实行动态过程控制，使得以上每个阶段都得到了较为精准的校核。

3、基于BIM技术的钢结构施工图

传统设计出图都是由单一专业各自出图，一旦处于上游的专业对本专业图纸进行修改，很可能导致下游专业的图纸也需要修改，这无疑大大增加了返工作业，导致不必要的浪费。基于BIM技术的工程设计，各个专业协同工作把各自专业的信息输入BIM模型，并从模型当中提取本专业所需的信息。某一专业对BIM模型进行修改，其他专业的相关信息也会自动进行修正。

4、基于BIM技术的成本核算

当前工程项目建设过程中对成本概算这一块的掌控能力不够，具有较大的困难。一是由于工程项目建设周期长，工作量大以及不可预见性的情况发生导致一般项目很难按照季、月来分析统计成本，从而导致施工管理中存在的问题不能被及时的找出。二是由于工程建设项目的内容复杂性多样性的特点。统计出来的数据出现失真的情况，漏项、错项多。往往认为可以盈利的项目到最后实际产生亏损。三是尽管总部对项目有直接管理权，但是项目部才具有对实际成本掌控的能力，这就给整个企业运营带来巨大风险。

相比于传统方法，基于BIM技术的成本核算具有以下几点优势：1、可以在较短时间对较多的信息进行汇总，以较高的效率完成成本核算。2、BIM成本核算所需要的数据是动态更新的，可以大大改善传统方法因为数据的不完善而造成的核算失真，提高了准确性。3、通过BIM模型对实际成本数据进行检查，很容易发现实际成本数据缺失的项目，监督成本实际数据的填补。

5、基于BIM技术的施工管理

钢结构施工过程一般包括深化设计、加工制作、现场吊装三个板块，三个阶段相互衔接，因此信息的传递十分重要。BIM技术实现了施工管理的高度信息化、集成化。

由于在BIM模型建立的过程当中，存储了海量的工程数据。施工单位在编制施工组织或者施工进度计划的时候可以快速的提取有用信息。赋予BIM模型时间参数，便可以建立4D模型。相比传统的计划编制方式，4D模型可以模拟实际的施工过程，能够对工程量进行精细化分割，管理人员能很直观的看出施工计划是否存在不合理的地方。根据对工程量精细化分割制定劳动力、材料、机械等资源计划安排以便去完成预定目标，避免出现资源计划安排不够充足而影响施工计划的实施。基于BIM技术编制的施工计划具有强大的可执行性，这是与传统方法编制的施工计划最大的区别。由于能够获取的信息比较全面，施工计划编制时可以提前预见施工过程当中可能存在的问题。传统施工过程当中，管理人员的重心主要是放在问题的协调与解决上，现在则偏重于施工计划的执行，大大的提高了工程建设的效率和质量。

6、基于BIM技术的后期运营维护

传统建设项目后期运营维护项目一直存在信息滞后的缺陷，不能及时发现问题。基于BIM技术的后期运营维护可以实现建筑物业管理与楼宇设备的智能化和可视化管理以及能耗分析和节能控制。在建设项目运营阶段，收集结构损伤、材料劣化等信息进，在此基础上对建筑物的安全性、耐久性展开分析与预测。

结束语

建筑信息模型化是未来建筑行业的发展趋势，BIM的研究对于钢结构建设项目可以实现建筑全寿命周期的管理，它将规划、设计、算量到施工、后期运营维护的相关信息高度集成，有助于提高设计、施工质量，降低工程项目建设成本，具有很好的应用和推广价值。

参考文献

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