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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
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