鋼結(jié)構(gòu)工程中BIM技術(shù)的運(yùn)用現(xiàn)狀與推廣

關(guān)鍵詞: BIM 技術(shù)鋼結(jié)構(gòu)工程可靠度精細(xì)化。

鋼結(jié)構(gòu)工程由于其行業(yè)特殊性，比如工廠制造與現(xiàn)場安裝管理的難度大、勞動強(qiáng)度大以及勞動成本大等現(xiàn)實(shí)狀況，使得 BIM 技術(shù)的應(yīng)用迫在眉睫，但同時其空間布置以及結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性，又使得 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用難度較大，所以對 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用研究很有必要。

首先，由于鋼結(jié)構(gòu)工程所使用的鋼材具有強(qiáng)度高、塑性和韌性好的特點(diǎn)，從而使得鋼結(jié)構(gòu)相比較于用混凝土、磚石和木材等建筑材料建造的其它結(jié)構(gòu)，特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重量要輕許多，尤其在大面積和大跨度的結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)工程的這一特點(diǎn)較為明顯。

其次，由于鋼結(jié)構(gòu)工程所使用的鋼材相比較其它材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較均勻，使得其在結(jié)構(gòu)中的受力情況與計(jì)算模型比較接近，這樣就有利于人們對鋼結(jié)構(gòu)的分析與研究，從而使得鋼結(jié)構(gòu)工程相比較于其它結(jié)構(gòu)具有較高的可靠度，最終使其能較好地滿足人們對建筑物的各種功能要求，特別是對建筑物的抗震要求。

最后，由于鋼結(jié)構(gòu)工程所使用的鋼材目前都已普遍采用工廠化制作，將結(jié)構(gòu)中所需要的構(gòu)件軋制成各種型材，使得其構(gòu)件的尺寸規(guī)格能夠統(tǒng)一，便于人們對構(gòu)件的制作與加工。當(dāng)然，鋼結(jié)構(gòu)也有其缺陷，比如易腐蝕、易銹蝕、耐火性差等，但隨著科技的進(jìn)步，人們正在努力改進(jìn)與克服這些不足與問題，從而使鋼結(jié)構(gòu)越來越具有更高的可靠度。

由于鋼結(jié)構(gòu)工程所具有的以上特點(diǎn)，使得其在施工階段相比較于其它結(jié)構(gòu)具有較為明顯的優(yōu)勢，這主要體現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)工程在能夠在保證較高的施工質(zhì)量的同時施工速度也比較快，即生產(chǎn)效率較高。

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)工程在保證施工質(zhì)量的同時，施工的效率又較高，使得其在大型工程的應(yīng)用較多，但在普遍應(yīng)用的同時也出現(xiàn)了一些問題，其中鋼結(jié)構(gòu)工程的安裝精度問題顯得較為突出。例如，鋼結(jié)構(gòu)屋面結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場拼裝的安裝精度將影響工程交驗(yàn)后的正常使用與維修，如果精度不夠高，將對屋面的防水施工及其施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致屋面產(chǎn)生裂縫而漏水，給屋面的正常使用與維修帶來極大的麻煩。所以，要想使鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用，首先就得解決安裝精度的問題。而 BIM 技術(shù)的出現(xiàn)，正好可以解決這個問題，BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用能夠達(dá)到精細(xì)化施工的目的，解決安裝精度不足的問題，從而進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)工程的可靠度。

由于鋼結(jié)構(gòu)工程的行業(yè)特點(diǎn)，其現(xiàn)場施工的源頭其實(shí)在工廠的構(gòu)件加工，而構(gòu)件的加工本來應(yīng)該是以結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)的。而目前的現(xiàn)實(shí)情況是，結(jié)構(gòu)工程師普遍地將深化設(shè)計(jì)的工作留給了鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)去完成，鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)其實(shí)承擔(dān)著“邊設(shè)計(jì)、邊加工、邊變更”的角色，這就使得構(gòu)件加工的效率極為低下。導(dǎo)致這種現(xiàn)象存在的原因是，結(jié)構(gòu)工程師生成的分析模型不能直接轉(zhuǎn)化為施工時所用的建筑模型，而 BIM 技術(shù)從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)這個鋼結(jié)構(gòu)工程的源頭上，就可以做到精細(xì)化設(shè)計(jì)，從而使結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)的模型能夠直接應(yīng)用于構(gòu)件加工及施工現(xiàn)場的安裝，從而提高整個工程建設(shè)的效率。

另外，鋼結(jié)構(gòu)工程的結(jié)構(gòu)形式相比較于其它結(jié)構(gòu)，都較為復(fù)雜，例如鋼網(wǎng)架工程，由于其結(jié)構(gòu)自身的復(fù)雜性，使得其節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，過量的桿件安裝偏差所造成的誤差積累，將嚴(yán)重影響到鋼架工程的整體質(zhì)量。所以，鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量控制也是一個較難處理的問題。而 BIM 技術(shù)在三維建模的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的電腦預(yù)拼裝，但這還只是理論模型，無法讓其發(fā)揮作用，起不到控制施工質(zhì)量的目的。人們想到了用測量儀器對實(shí)際構(gòu)件進(jìn)行實(shí)物測量，并將實(shí)測數(shù)據(jù)輸入三維建模軟件，形成實(shí)測模型，然后將其與理論模型進(jìn)行比對，檢驗(yàn)實(shí)際構(gòu)件是否滿足設(shè)計(jì)要求。這樣就達(dá)到了預(yù)先精細(xì)化檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量的目的，保證最終構(gòu)件完全符合現(xiàn)場安裝的要求，從而達(dá)到控制施工質(zhì)量的目的。

BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用，使得工程建設(shè)在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中就可以解決鋼結(jié)構(gòu)在構(gòu)件制作與裝配當(dāng)中遇到的一些問題，但是無論是哪個工程，最重要的環(huán)節(jié)還是在施工現(xiàn)場的組織與管理上，對于鋼結(jié)構(gòu)工程就是構(gòu)件的現(xiàn)場裝配。所以，對于鋼結(jié)構(gòu)工程，除了在設(shè)計(jì)和制作環(huán)節(jié)當(dāng)中可以應(yīng)用 BIM 技術(shù)，利用 BIM技術(shù)來管理好現(xiàn)場施工也是非常重要的。眾所周知，由于鋼材價格偏高以及勞動力成本相對較高等因素的影響，鋼結(jié)構(gòu)工程的成本比較高，這往往影響到業(yè)主的選擇。BIM 技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是用信息化的方式管理好工程建設(shè)的全過程，包括工程項(xiàng)目的施工階段。所以，通過 BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對工程項(xiàng)目的質(zhì)量、成本、進(jìn)度三方面的控制，從而讓工程建設(shè)的效率有一個更加全面均衡的提高，從而讓更多的業(yè)主選擇鋼結(jié)構(gòu)工程，使鋼結(jié)構(gòu)工程具有更大的市場和前景。

BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)與精細(xì)化檢驗(yàn)，從而保證了精細(xì)化施工，再加上 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程管理上的應(yīng)用，使得鋼結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)效率得到了進(jìn)一步的提升。隨著 BIM 技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用和普及，BIM技術(shù)一定會給土木工程屆帶來一次徹底的革命。

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