BIM技术在钢结构厂房中的实践应用

BIM技术在钢结构厂房中的实践应用摘要：钢结构厂房属于工业建筑的一种，如果实际的钢结构厂房的建造和后期使用中，安全性和稳定性不能得到保障，就可能会引起人员伤亡和经济损失的情况。这对钢结构厂房的基本情况和建设使用需求，可以有效的将BIM技术应用到钢结构厂房中，完成对钢结构厂房整个生命周期内的设计、施工、维护和管理等内容，有效的转变了传统的方式，达到节省成本、减少污染、提高钢结构厂房的安全性和稳定性的效果，对推动工业企业的经济效益与社会价值实现，具有十分积极的推动作用。关键词：BIM技术；钢结构；厂房我国建筑行业快速发展过程中，工业建筑也不断进步，建造的工业厂房数量大幅度的增加，其中，大量的工程项目建造时应用了门式刚架结构，不仅降低了整体厂房的重量，且厂房外观的美观程度也明显提高。不过，在门式刚架轻钢结构厂房实际运行期间，偶有发生厂房倒塌事故，而事故的发生与结构设计不合理密切相关，为避免事故的发生，有必要在设计中应用先进的技术及手段，BIM技术则可充分满足此种要求，提高设计质量，增强厂房使用的安全性。一、慨述BIM技术，即建筑信息模型技术，是指建模过程中数据化处理整个项目，之后再向计算机中输入已经分类的数据，将数据模型获得。从概念上看，BIM技术包含狭义和广义两种，在狭义方面，BIM为工程数据模型，其建立的基础为三维数字技术，模型有机的融合了建筑工程项目中的各种信息，同时，BIM可以数字化表达工程项目设施实体及功能特性；在广义方面，BIM是一种管理方法，项目生命期的项目数据、建筑设计均融合到管理中，且集合了技术、过程和政策。无论何种定义，都可以显现出BIM技术的三项特征，即完整性、相关性、协同一致性。二、BIM技术在钢结构厂房中应用1、Tekla详图转换模型的构建。借由Tekla软件，可以有效的完成对钢结构厂房的星图和报表的生成，为厂房的建设提供基础，借由Tekla软件，能够通过三维建模的方式，对厂房螺栓、焊缝和节点连接等内容进行展示。得到的三维模型与厂房的是相同。模型构建完成后，需要的对模型进行的校准，详细的对梁柱等生成的构件图进行审核，模型符合实际情况，且规格达标，则可以完成零件加工制造工作。其中主要的审核内容是在Tekla软件的构建完成后，进一步对使模型中的基本要素和重要内容进行分析和解读，详细的对构件内部的梁、柱和板等内容进行解读，对其具体的参数进行分析，并重视模型与实际生产之间的联系，使得模型和符合现场的装配工艺。借由构建模型，可以完成对建筑材料的使用量，零件的个数等，提高采购的有效性，减少材料浪费。且模型还能够对各个节点之间是否发生碰撞进行的分析，进而达到减少节点间碰撞的目的。其中Tekla具有自动生成报表的能力，根据报表的基本情况，强化钢结构厂房的造价控制水平。2、Bentley三维信息化模型的构建。将Tekla软件构建的模型导出，使其转变为Bentley模型，格式为“.dgn”，经导出的Bentley模型，利用Bentley软件，结合相关属性和样式的添加工作，将其转变为的建筑信息模型。（1）三维信息化模型构建完成后，通过Bentley软件的自审能力，完成对专业内和专业模型的碰撞检查工作，如果发现具有碰撞的情况，需要采取适宜的措施完成对专业内和专业间碰撞的调整，保障后续施工的有效性。（2）建立三维信息模型，可以进一步为钢结构厂房的材料统计和采购的提供参考，输出厂房建设的基本材料清单，实现厂房工程造价和采购管理工作，尽可能的降低材料的采购成本。三维模型建立完成后，合理的展开专业内和专业间的模型碰撞分析，有助于的对钢结构厂房的安全性指标提升，对于后期的施工具备十分积极的意义和作用。（3）模型和图纸之间能能够相互转化，三维信息模型的构建目的是输出的施工图，借由Bentley软件可以有效的完成模型和施工图之间相互切换，借由这种有效的转化方式，可以为钢结构厂房的设计优化提供基础，为施工图的优化和改进提供参考。（4）完成对施工模拟借由信息模型，可以完成对施工进度的漫游模拟，针对施工的具体情况，选择适宜的施工方式，进而达到提高施工效率和减少施工故障的发生。此外，借由三维模型可以完成虚拟施工，提高钢结构厂房的施工效率和质量。三、BIM技术在门式刚架轻钢结构厂房设计中的应用通过BIM技术的应用，某仓库以门式刚架作为结构形式，单层多跨，跨度及宽度分别为157.2m,68.5m。仓库共1层，檐口高度27.35m,柱下独立基础，持力层为粘土层，共3层，采用C30级混凝土、Q235B钢材。1、建立BIM三维模型。三维模型建立过程中，以原有平面设计图纸为基础，利用TeklaStructures软件进行，由此一来，可对整个建筑更加直观的了解。对于钢结构建筑来说，节点连接、确定节点部位连接部件位置为主要工作，通过三维模型，可对每个零件的空间位置准确的确定，便于模拟工作的开展，且能良好的选取材料用量、确定零件位置。该仓库BIM模型建立过程中，以实体构件为基础确定相应的设计及标准，构建方式为面向对象，以三维模型展示出仓库所有构件的空间关系、几何信息、非几何信息。因仓库主体部分包含冷弯薄壁型钢承重框架、轻型围护板材及管线设备，且连接各构件时采用螺栓及标准化构件，所以利用BIM技术设计过程中，可采取模块化的方法。2、门式刚架仓库设计中BIM技术应用第一，在前期准备阶段。因仓库最初设计时的CAD图纸仍然存在，所以以此为基础进行BIM模型的直接建立，建立后通过模型直观的观察仓库结构情况，明确具体的构建类型，于BIM模型中导入相应的数据，实施相应的处理。根据该仓库的构成，结合BIM三维模型，其构件组单元可分为5个，即结构体单元、围护体单元、装修体单元、设备体单元、环境体单元，每个单元中包含多个构建组子系统，如结构体单元中包含结构构件和连接件。第二，在设计阶段，利用BIM技术后，能够整体化的、可视化的表现出仓库的所有信息，通过三维模型生动形象的展现出仓库的现场勘查结果。以前期准备阶段结果为依据，进行BIM模型的构建，提取出模型中包含的所有仓库数据信息参照平面的CAD图纸、相应的标准及规定等，对应BIM模型中的各个参数，最终确定合理化的设计方案，如果发现设计方案不恰当，要立即变更3。三维模型建立后，能够进行操作空间的预留，便于后续操作的顺利开展，也能避免运输、安装及使用设备时碰撞仓库的场地或构件，提升了施工的安全性。第三，在施工阶段，BIM三维模型辅助下，施工过程能够直接的模拟出来，对于需增加或需拆除的仓库构件，添加到模型中，通过直观的演示，给予施工相应的指导，从而实现最大限度的保护仓库原有结构。施工完成后，将相应的参数添加到模型中，对模型做出更新，有利于日后仓库管理工作的良好开展。另外，在BIM技术基础上，管理者能够可视化管理整个仓库的施工，促进项目各部分的协同能力升高，优化整体的仓库布局，并大幅度的减轻施工管理人员的工作量。目前BIM模型研究还偏重于设计阶段的应用，对围绕钢结构的制造、运输、施工实现全过程动态可视化管理。在门式刚架轻钢结构厂房设计过程中，应用BIM技术后，有助于设计人员直观的观看厂房情况，从而有效的提高各项设计的精确性，进而提升施工质量，增强厂房使用的安全性，避免安全事故的发生。参考文献：1 吴东锋，王燕.超高大跨钢结构厂房安装工程实例分析J.钢结构,2014，29（11）2 宋海波横向温度区段超长时合理的构造设置在钢结构设计中的应用J工业建筑，2014，303 原胜利，张来栋基于灰色系统的钢结构厂房腐蚀的可靠性研究J工业安全与环保，2014，40（8）24