刘俊

摘要：随着经济社会的发展，建筑信息模型的提出对于建筑行业各个专业和不同环节之间的协同合作及信息集成产生了重大影响，数字化加工制造技术对于提高建筑建造的效率也起着越来越重要的作用。通过对钢结构建筑从设计到数字化加工制造阶段信息模型数据要求的分析，提出基于数字化加工制造的的应用技术，希望通过本文对于BIM的钢结构数字化制造技术的应用能够为以后的具体工作起到实际的参考和借鉴作用。

关键词：钢结构；BIM技术；制造

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，

1.1 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。

1.2 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。

1.3 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、構成建筑框架的钢结构组件

2.1钢厂利用热轧加工流程制成钢结构原材料

钢结构制造商购人这些原材料，并按照加工详图（详细描述钢结构中每个部分应如何制造的说明书）将原材料切割并制成用于建筑施工的梁和柱。制成后的钢结构组件被运到施工现场，由钢结构安装工进行安装。那么现场施工图从何而来结构工程师的职责是设计、分析并验证建筑的结构框架，并创建记录结构设计的施工图。结构图纸中只包含对钢结构制造的总体要求，即关于典型节点的说明。

2.2钢结构详图

设计师再根据这些施工图和总体的节点说明来设计具体的钢结构组件和具体的几何形状，并创建加工详图，以便准确地指导钢结构制造商如何制造建筑中的每一个钢结构组件。加工详图中包含材料规格、大小、尺寸、焊接、螺栓连接、表面处理、涂装要求等详细信息。钢结构施工图中仅包含关于节点的总体说明，而加工详图则包含制造每个钢结构组件所需的所有细节。详图设计师通常使用绘图软件“手工”创建加工详图或用专门的钢结构详图设计软件来创建加工详图。AutodeskRobobatRCAD就是一款利用数字“制造”模型来创建钢结构详图的解决方案。需要注意的是，在建筑项目中，加工详图的数量要远远多于施工图的数量。例如，为了记录一一个用钢量为1000吨建筑项目中的钢结构设计，就需要大约70至80张施工图纸和1000张加工详图。在将加工详图发布到制造环节之前，结构工程师需要检查每一张图纸，以验证其中的信息与结构设计是否保持一致。钢结构制造商通常使用数控机床自动切割钢梁并制孔。有些制造商根据加工详图中的信息对数控机床进行手动编程。另外一些制造商则使用上面提到的数字化制造模型自动对数控机床进行编程。

3、将BIM扩展到制造环节

BIM怎样满足钢结构制造商的需求呢正如制造业中基于CAD的模型能够支持制造流程一样，专门开发的建筑信息模型，如Structure等也可以支持结构制造流程。所有与钢结构有关的图形都已经包含在RevitStructure设计模型中。这些设计信息可以导人到CIS/2文件中（一种行業标准数据格式，用来交换钢结构信息），便于在钢结构详图设计应用中重新使用。RevitStructure设计模型中的钢结构图形和信息可以通过CIS/2文件导出，然后重新用到钢结构详图设计解决方案中。将建筑信息模型用于钢结构详图设计和制造环节，这样便实现了全数字的从设计到制造流程。重复利用设计模型不但提高工作效率，省去用于创建制造模型的时间，而且还改进了制造质量，消除了设计模型与制造模型相互矛盾的现象。

4、结语

综上所述，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。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]金仁.BIM与钢结构的数字化制造[N].建筑时报，2015-01-29004.