1、建筑结构建 筑 技 术 开 发32 Building StructureBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月基于BIM技术的钢结构厂房施工中的应用袁洪涛，隋 意（中国建筑第二工程局有限公司江苏分公司，南京 210006）摘要 随着城镇化发展不断加快，建筑工程的施工规模越来越大，BIM技术在建筑行业的应用也逐渐成熟。钢结构建筑的施工要求与其他建筑不同，钢结构施工具有装配速度快、工业程度高等优点。在施工过程中，借助BIM技术可以使钢结构建筑工程更具可视化、立体化，能够更直观地将建筑物展现出来，便于工作人员深入了解建筑施工的各环节，进而完善钢结构
2、施工顺序，提升钢结构建筑质量。通过对BIM技术的应用优势进行分析，以翔蜂新能源产业园项目为例，研究了BIM技术对方案设计、施工作业、维护运营的积极影响。关键词 BIM技术；钢结构厂房；施工应用 中图分类号TU 17；TU 758.11 文献标志码B 文章编号1001-523X（2023）08-0032-03APPLICATION OF BIM TECHNOLOGY IN THE CONSTRUCTION OF STEEL STRUCTURE PLANTYuan Hong-tao，Sui Yi AbstractAt the present stage,the development of urb
3、anization is accelerating,the construction scale of construction projects is getting larger and larger,and the application of BIM technology in the construction industry is gradually mature.Steel structure construction requirements are different from other buildings,steel structure construction has
4、the advantages of fast assembly speed and high industrial level.In the construction process,with the help of BIM technology,the steel structure construction project can be more visual and three-dimensional,and the building can be displayed more intuitively,so that the staff can have a deep understan
5、ding of each link of the construction of the building,and then improve the construction sequence of the steel structure and improve the construction quality of the steel structure.Based on the analysis of the application advantages of BIM technology,this paper studies the positive impact of BIM tech
6、nology on scheme design,construction,maintenance and operation by taking the project of Xiangfeng new energy industrial park as an example.KeywordsBIM technology;steel structure plant;construction application如果在钢结构建筑施工中融合BIM技术，可最大限度地展现出钢结构建筑自身的施工优势。BIM技术能够有效解决传统钢结构建筑施工中存在的可视化水平低、工程造价高以及信息不对称等问题。BIM技
7、术可以实现3D模拟、大数据测算以及模拟检测，进而实现优化施工方案、降低施工成本。BIM技术将钢结构建筑的测量数据和施工过程转化为三维立体图形，使建筑物更加直观地展现出来。工作人员通过立体设计图制订翔蜂新能源产业园项目实施计划，可准确测算出未来施工过程中的困难和隐患，并依据实际情况及客户需求进行实时优化，通过不断完善施工过程，可大幅降低施工成本，有效提高施工水平和质量。1 项目概况翔蜂新能源产业园项目一期工程，本工程占地约656亩，建设总部基地项目配套厂房（包括电极装配车间、化成车间、模组车间等）及附属用房，建筑面积共约410 000 m2，工程结构形式为钢框架结构和混凝土结构。本工程使用BIM
8、技术进行厂房建设的设计、施工及运维等，主要的钢结构厂房为电机装配车间、化成车间、仓库、模型车间、生活配套用房等。主体厂房结构采用钢梁、钢柱，考虑到厂房面积较大，整个厂区共分为4个施工区域，每个区域内均采用平行施工的方式，较大单体厂房同时开工，本方案以面积最大的单体厂房为例进行施工模拟。2 BIM技术在施工中的应用优势分析2.1 提升工程的施工水平钢结构建筑是一个高风险行业，即便是很小的细节出现错误都给对项目的实施与维护带来巨大的影响。BIM技术能够更准确地测算出工程的相关数据，同时利用3D影像更加立体地观察施工项目，确保工程材料得到合理化配置，在提高工程施工水平的同时，也可保证工程施工效率。通
9、过对工程进行数据建收稿日期：20230504作者简介：袁洪涛（1989），男，江苏南京人，主要研究方向为工程造价。33模，可在正式开工前对翔蜂新能源产业园项目的钢结构进行拆分，对不同的建筑主体进行构造，最后设计如图1所示。在利用BIM技术确定工程可行性以及预制构件都合格之后，即可正式开工，此技术既能保证施工质量，又能缩短工期。图1 施工设计2.2 降低工程的施工成本在传统的建筑施工中容易出现预算误差或者材料浪费等问题，导致施工成本增加。而BIM技术自身具有数据分析功能，在工程的设计阶段，可准确测算出每个工程阶段的预算是否在可控范围内，并根据软件呈现出的建材模型做出相关数据调整，还能以最低成本形
10、成备用方案。最后再利用BIM技术筛选出最优方案，并对最优方案进行测算，将可能出现的问题提前预防和处理，通过对方案的不断优化，以降低施工成本。若在施工过程中出现突发状况，BIM技术可以对新数据进行分析总结，迅速形成新方案1。本工程需要大量的人力和机械，在施工前需合理使用BIM技术有效避免工作人员在施工时发生材料浪费，以实现工程成本的合理调控。2.3 加强工程的设计质量建筑在开工之前会进行招标、引资，随后根据客户需求进行建筑项目的设计。建筑工程的设计内容要满足客户需求，更要结合工程周边环境以及地理位置，进行全方面的数据分析研究，并将施工过程中的重难点标记出来。在实地勘察作业结束后，用BIM技术还原
11、施工现场，将工程数据通过3D的形式展现出来，呈现出来的效果更立体化、精确化，便于工程师进行方案设计2。在设计作业结束后，利用BIM技术预测施工过程中可能会出现的突出情况以及安全隐患等，施工人员在依据数据结果进行资源调整，以确保工程质量和安全。3 基于BIM的钢结构模型创建单体厂房的施工共分为5个区域，整体施工区域如图2所示。其中，劳动工人为252人，机械配置为50 t履带式起重机2台、25 t汽车式起重机8台、20 t汽车式起重机4台、H26型登高车4台。施工流程主要包括基础施工、地脚螺栓预埋、钢柱吊装、梁吊装、墙面安装、屋面安装等项目。图2 施工区域整体的施工流程共有4个步骤。（1）1区钢柱
12、安装、1区钢梁柱间支撑安装、2区钢柱安装。（2）1区屋檩安装、2区屋面钢梁安装、3区钢柱安装。（3）1区屋面系统安装、2区屋檩安装、3区钢梁安装、4区钢柱安装；1区墙面系统安装、2区屋面安装、3区檩条安装、4区钢梁安装。（4）2区墙面系统安装、3区屋面安装、4区屋檩安装；3区墙面安装、4区屋面安装；4区墙面系统安装、厂房钢结构安装完成，如图3图6所示。图3 钢柱安装 图4 钢梁安装 图5 屋面安装 图6 厂房钢结构安装4 基于BIM的钢结构施工应用4.1 深化工程设计对于钢结构工程来说，在设计方案的过程中需要对施工区域的天气、地形、周边建筑物等因素进行综合考量，为了能够确保施工质量以及施工安全
13、，必须不断地对设计方案进行优化完善。利用科技手段综合分析现有的设计方案是否符合施工条件、是否为最优方案。BIM技术将施工现场测量后的数据与施工作业相结合，依据所需钢结构的尺寸和规模，在信息库中搜寻建筑材料的性价比，以使整个工程的性价比得到进一步提升。BIM技术的Teklassteel和stru-CAD等许多软件能够实现深化钢结构的设计3。钢结构深化设计是依托BIM技术，形成三维建模，在建模基础上建筑结构建 筑 技 术 开 发34 Building StructureBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月设计图纸和报表清单，以完成全套的施工过程
14、和设计过程。在BIM完成建模后，可以与最初的设计方案进行对比，若存在误差，综合相关部门的意见以后，利用BIM软件的三维可视化直接对设计方案进行深入分析，对方案进行调整和优化。一旦设计时的工程发生问题可及时进行更正4。本工程的深化设计主要包括：支承结构设计；构造层次及连接方式；各构造层及防水；屋面坡度及排水；节点构造；天沟及虹吸排水；防雷；装饰板、采光带、天窗、上人孔及防坠落设施；屋面及墙面施工排版图。4.2 实施工程项目BIM技术能够模拟工程的施工现场，包括钢结构加工运输、地脚螺栓预埋、钢柱吊装、梁吊装等项目，通过对施工现场进行三维模拟，能够优化施工工期，对施工中的风险进行预警，可有效提高施工
15、质量，并保证施工安全。（1）依靠BIM技术可视化的优势，对钢结构加工运输进行模拟，可有效减少货车超重以及货车型号和建筑型号不符等问题的发生，在施工源头上保证施工能够顺利开展，并保证工程施工进度。加工运输内容主要包括钢柱组织、钢梁和钢架组织、建筑围护系统材料、零星材料、采购、运输等。（2）依靠BIM技术模拟性优势，对工程进行动态模拟，例如将地脚螺栓预埋作业，即将作业步骤导入BIM系统里，明确工程施工进度。建模过程如下，首先，将锚栓按照图纸行程进行3D建模，将锚栓位置固定在钢板下方。其次，通过BIM技术测算好埋线中心线，使其埋线与基面中心精准对正。最后，锚栓放置在合适位置后，并将其固定，地脚螺栓预
16、埋作业如图7所示。图7 地脚螺栓预埋作业4.3 维护系统施工方案对钢结构厂房的施工要充分考虑到钢材所具有的特性，明确不同建筑材料的使用条件及寿命，充分考虑建筑材料对水灾、火灾、地震等灾害的承受力，避免锈蚀、腐蚀等问题导致的安全事故。BIM技术可以实现对遭受灾害后的建筑进行建模，极大地增加了设计人员对钢结构寿命测算的精准度，确保其安全稳定的运行。本工程中在对底板进行安装时，可利用BIM技术对屋面底板建模，将底板拖至铺设位置，铺设过程中要充分考虑到地形以及土壤成分，以确保钢材材质以及铺设的位置符合施工要求，如图8所示。图8 底板安装保温材料的铺设也可根据设计要求进行3D建模，在此期间，需对保温材料
17、进行固定，同时控制环境的潮湿程度，如图9所示。图9 保温材料铺设5 结束语BIM技术是当前非常热门的建筑工程技术之一，具备可视化、协调性以及模拟性，利用自身优势可以实现对施工项目的有效控制，以满足各种建筑工程的需求。从长远来看，BIM技术的研究空间和使用空间较大。以翔蜂新能源产业园项目为例分析了BIM技术对此工程质量的提高作用，工程从设计到施工，到最后的维护，都进行3D模拟。在整个施工过程中，保证各种工程信息能够实时传送，进一步加强对工程的质量监管，以达到提高施工科学水平的目的。尽管BIM技术当前还存在一些技术上问题，但是在未来通过不断的探索和努力，可较大地发挥其作用。参考文献1 桓忠雄,张乐乐,李建华,等.机场项目钢结构网架屋面施工 管理重点J.建筑技术开发,2022,49(16):7577.2 刘云峰,林渝皓,曹斌.BIM技术在房建钢结构施工中运用分析J.中国住宅设施,2022(10):3436.3 赵贵林.BIM技术在复杂钢结构制作安装施工中的应用J.中国建筑装饰装修,2022(14):6971.4 姜雄,李英姿,秦志龙,等.BIM技术在装配式钢结构施工阶段的应用研究J.中国建设信息化,2023(2):6667.
