孙善乾（南通航运职业技术学院,江苏　南通　226010）

钢结构BIM的理论与应用

孙善乾
（南通航运职业技术学院,江苏南通226010）

摘要：BIM的应用降低了建筑业风险，提高了建设的效益，其在钢结构建筑物设计施工中的应用能使工程项目建设做到“万事俱备”，BIM利用现代科技科学的建立钢结构三维模型，真实的展现出建筑物的结构、轮廓等等，预防了建筑风险，使钢结构施工的每一个环节都能得到很好的掌控，确保了钢结构建设施工的工程质量和效益。

关键词：钢结构；BIM技术；理论；应用

0　引言

BIM是建筑信息模型的简称，其核心就是通过数据信息建立实体的三维模型，并能通过相关模型研究建筑物的结构、稳固性等。钢结构是当代建筑结构的主要形式之一，它的独特性满足了当代人对艺术、美感、空间等方面的追求，钢结构中BIM的应用集几何学、空间关系、地理信息等为一体，通过信息集合建立工程数字模型，对建筑物的规划、设计、建造和运营进行科学的模拟，使建设施工做到胸有成竹。

1　钢结构BIM的理论

BIM可将建筑物个阶段的运作形成模型信息，对于各阶段流程进行预测，建立可视的、可协调、可优化的整体数据模型，使各施工各阶段的工作能够紧密衔接，信息交流更加准确、通畅，提高了工程建设的效率和质量。现代化钢结构工程建设中，充分的应用了BIM的技术理论，第一，BIM技术的可视性，可形成钢建筑物的实体三维图形，能直观的看到建筑物的整体面貌，并能对钢结构工程的稳固性、安全性等做出评估。第二，BIM技术的协调性增强了各个部门人员之间的沟通效果，更有利于相关人员直接、形象的表达自己的思路、观点等，使钢结构工程建设中的各种问题的沟通更为全面、准确，提高了问题解决的效率，提升了工程效益。第三，BIM技术的模拟性可真实的体现建筑物的外在、内在特点，相关人员可结合三维图形对其进行进一步的优化、改进。使复杂、繁琐的工程在现代科技的支持下更为完善、可靠，降低施工的难度，准确把握施工的衔接，以提高施工的速度和效益。

理论上，钢结构BIM技术的应用可分为四个阶段，第一阶段，规划阶段，形成工程的大概思路，对工程场地进行策划、分析，并应用BIM技术进行工程的性能预测、估算工程成本；第二阶段，设计阶段，这一阶段的重点是方案的论证和设计的初步形成，通过可视化设计直观的参考、分析工程情况，协调各方意见，对工程量进行统计，分析工程性能分及管线设计等；第三阶段，施工阶段，建立施工进度模拟，将施工环节数字化、直观化，并对施工进行物料跟踪，建立施工组织模拟，提高施工现场配合效率，确保工程的按时、按质完工；第四阶段运维阶段，这一阶段的重点是对建筑物的维护管理，应用BIM技术建立工程的空间管理模型，并对建筑物的可能的灾害进行分析、研究，建立灾害的预防、应急模式，以提高工程的应用效益。总之，BIM理论就是将工程的各个环节以数据信息的形式模拟出来，形成虚拟的建设施工过程，对每个环节可能存在的问题进行细化、深化，尽可能避免实际施工中的问题，降低施工风险，提高施工效益。

2　钢结构BIM的应用

2.1钢结构设计与BIM应用的结合

钢结构设计过程中应用BIM可将土建设计、结构设计等综合化，形成系统的工程实际模型，且设计模型形象、逼真、易于改动。在钢结构设计中，先建立BIM模型，导入轴线体量，对相关的参数进行精确的设计，将工程杆件、节点连接等的尺寸、材质、密度、造价等参数化。在建立局部整体模型，制作建筑物的立面图，在结合局部模型建立工程的整体结构模型，通过可视化、数据化对工程进行虚拟建造，并模拟现场施工管理、安全监控管理等，使每一个流程都以计算机数据的形式呈现出来，尽可能消除工程建设过程中的误差。例如，电脑预拼装前，应用BIM技术对工程所用杆件、节点连接、螺栓、焊缝等进行参数设定，形成相关的数据信息，构建工程三维模型，形成工程的整体模型。在模型演示中，所用材料、建筑物结构等与真实的工程建筑都是一致的，如杆件断面尺寸、杆件相交角度等都是对真实情况的客观反映，对于工程的杆件连接点，构造、加工和安装等三维模型也是有所反应的，就连材料清单、构建清单等也能通过BIM技术生成，相关人员还可应用BIM软件对生成图纸进行调整，结合三维模型的校核、审查等消除工程施工误差，使钢结构BIM模型成为工程加工安装的辅助数据，指导工程施工合理、安全进行，确保工程质量。

2.2钢结构施工与BIM应用的结合

钢结构类建筑以钢材为主要材料进行建设，前期工作做好后施工方便、快捷，相对与传统建筑形式其施工速度可谓神速，建筑工期超短，建筑质量有保障。钢结构施工中BIM的应用为施工提供了直观、便捷、准确的参考，结合BIM生产的施工详图（其中包含布置图、构件图、零件图等）构建施工模型，进一步深化施工设计，导出工程过程算量，然后进行实体模型的搭建，将施工的每个环节都推测到万无一失。同时，发挥BIM技术对施工的可视动态监测对施工过程进行检测，随时注意施工施工数据的采集，确保信息交流的畅通，将施工情况通过可视化显示子系统显示出来，此外，应用BIM的安全预警子系统对施工中的安全管理进行检测，即使工程交工后，BIM技术也能对建筑物服役期间的应力应变动态监测，为钢结构工程施工前、施工中、施工后提供了全方位的服务，提高了工程建设效率及质量。

3　结语

BIM理论与应用的优点在于能够让人直观的看到工程结果，并对工程过程有一个详尽的掌握。BIM的理论发展和应用符合我国信息化发展的总体要求，其应用存在着巨大潜力，是当前工程项目管理的核心技术之一，通过建模、出图、渲染等实现工程的协同管理，促进设计部门与施工部门的信息交流，提高了施工的安全性、可靠性及效益。只是当前BIM理论与应用存在着一些缺陷，影响了其在工程项目建设中作用的发挥。例如，BIM数据孤岛现象，造成了数据交换难、信息沟通难的现象，致使相关人员的沟通存在一定阻碍，即便如此，我国的BIM技术仍然发展迅速，已是当前工程项目管理的核心技术，并随着建筑业的发展，相关的理论在实践中不断完善，其应用效率会不断的提高，应用范围也必将更加广泛。

参考文献：

[1]苏培红.钢结构深化设计与BIM技术的有机结合在中国博览会会展综合体工程中的应用[J].建筑施工,2014(05):534-535.

[2]闫勇,卜祥英.BIM技术在钢结构厂房中的实践应用[J].建材世界,2014(03):78-80.

作者简介：孙善乾（1972—），男，山东济宁人，本科，副教授，研究方向：金属材料、钢结构(海洋工程)建造技术。