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摘要：随着我国经济建设和科学技术建设的共同进步，人们的生活水平在日益提升。而作为人居生活载体的建筑，其结构的安全性对人身安全和社会秩序具有保障作用。因此，住建部对于建筑结构的优化采取措施，在科技化的手段下，将稳定的钢结构和现代化的BIM技术结合在一起，将服务与使用相结合，旨在为使用者提供建筑设计、建筑施工、建筑使用等方面的专业化指导和帮助。本文通过对临沂商城会展中心工程钢结构进行分析，探讨BIM技术在大跨度钢结构施工中更多应用。
关键词：BIM技术钢结构会展中心建筑结构稳定性发展
1、前言：
在我国建筑行业日益发展的过程中，钢结构在建筑中的应用日益广泛，尤其是在引入了科技化的BIM技术之后，整体钢结构建筑的工业化、商品化程度日益提升，而且设计手法新颖、施工效率高迅速等优势条件对我国建筑行业的发展做出了巨大的贡献。主要是在各类超高层建筑、大跨度厂房建筑、展览馆、新型住宅的应用过程中，大量借助BIM技术进行工程的完善。但是我国的钢结构发展起步较晚，发展不够成熟，整体施工阶段易出现问题，使得其与国际化水平具有着一定的差距。
2、BIM技术的内涵解析
2.1BIM技术的含义
BIM技术（Building Information Modeling）被称作建筑信息模型，最早起源于20世纪70年代的英国[1]。随着世界科技化水平的不断提升，其应用逐渐变得完善。由美国国家BIM标准确定其主要定义：BIM是一个建设项目物理和功能特性的数字化表达，是一种人类可以共享的知识资源，人们可以共享关于某一建设项目的相关资讯[2]。以便于实时监控该建设项目的设计、施工、维护等各个阶段出现的问题，从而及时作出调控，保证整体过程的完善性和有效性，从而为我国钢结构建筑的发展做出贡献。
2.2BIM技术的特点
（1）保证信息的完整性
BIM技术不仅仅局限于对建筑实体进行三维几何数据的可视化表达以外，更多是对其内部空间、功能、材料等进行数据信息的展示，例如工程所用材料资源、各功能之间的组织形式、结构的具体安装方式等基本信息。只有保证各类信息的完整性，才能有利于建筑工程的顺利完成[3]。
（2）建立信息的联系性
BIM技术在保证了信息完整性的前提下，就需要为其建立起一定的联系性，只有数据之间能够进行有效的交流、统计和分析，将数据化的信息和图示化的语言相结合起来，构建信息技术的交流平台，保障各个部分之间逻辑关系的联系性。一旦在整体的过程中出现某一环节的失误，在及时的更改之后，便于对相关的信息进行修改，以消除误差。
（3）促进信息的一致性
即各类信息的同时性，这就要求在建筑建设的整个周期中，各类数据信息要保持同步性和一致性，以此避免数据的重复录入导致虚拟模型建立的可变性较大。
3、工程概况
中国临沂国际商贸城电子商务产业园项目会展中心工程位于临沂市兰山区双岭路以北，砚台二路以南，临西十路以西，临西十一路以东。其建设权属于临沂商城控股集团有限公司。主要分为了两部分建筑，其一是会展部分建筑，地上地下各一层，面积达99198.01㎡，建筑总高度为25.70m。主要结构地下为钢筋混凝土结构，地上1层为钢框架结构。其二是酒店建筑，地下一层，地上11层，建筑面积达36938.88㎡，整体高度为49.90m。
该工程主要是会展中心，由于对大跨度的建筑空间需求，在建设过程中主要利用钢结构的稳定性来进行施工。首先是针对建筑单体的地下部分进行钢结构预埋件的安装，到建筑单体主体部分自下而上的安装，再到建筑顶部的封顶处理过程，都有效的利用了BIM技术。
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4、工程施工过程中的难点问题
4.1施工技术难
所谓钢结构建筑主要是借助钢结构构件进行建筑结构的整合和搭建，在该类过程中主要用到的构件有圆形钢柱、钢管柱、H 型钢构件、H 型钢桁架、钢管桁架等[4]。各类钢构件之间的连接多采用传统的焊接技术和高强度的螺栓连接技术，对各类构件的变形、加工质量以及精度控制等进行调控。而整体工程在实际的应用过程中，所使用的钢结构构件跨度极大，最大跨度达到了51米左右。钢材用量较大，其中占用重量最大的钢结构构件是钢结构桁架、钢柱、钢梁，但是这些大型构件往往是由小的钢结构构件连接而成的，这对工程的施工带来了较大的难度和挑战性。
4.2结构设计难
这主要是由于该工程采用钢结构作为主体结构，自身的复杂性和内部细碎构件的繁多性造成了整体的设计难问题。因此，在最初的设计阶段，就需要相关设计单位的专业化人员利用精确、科学的设计技术——BIM技术，来进行三维空间的模拟，以便于确定每个构件使用的合理性。因此，建筑结构设计难成为了最基础的问题[5]。但是BIM技术会弥补这一缺陷，它将多种软件进行功能的结合的优化，不仅仅能够进行结构设计，而且具有一定的错误修复功能，能够及时提醒设计人员修改错误，能够提升工作效率。
4.3施工安装难
钢结构的复杂性和钢构件的多样性对工程的施工提出了一定的挑战。而本项目在实际的过程中，主要利用柱—梁连接以及桁架结构大量采用高强螺栓临时固定以及连接这一方式，就容易出现各构件之间的夹角下稳定性差、焊接缝隙大等难点问题。BIM技术的应用则能够完全模拟整个安装过程，先后顺序、安装技术要点、构件的角度和位置确定等都能够进行实际的模拟，这一操作使得整体工程中易出现的安装问题都能够得到预测，便于在实际的施工过程中及时避免加工后返工、报废等现象的发生。
5、BIM技术在大跨度钢结构施工中的应用
5.1平面图规划设计
BIM技术具有高效的模拟作用，能够在项目的实施之前对不同开发期的工程进行平面规划布置。保证钢结构的整体利用能够紧凑有效。使其在满足现状施工条件的要求下，借助先期预测的手段，尽可能节约用地，以减少对临时性设施的投资以及相关的运输费用节省和资源浪费。另一方面也能够使得相关的建筑材料、钢结构构件按照安装区域进行合理的放置[6]。
5.2钢结构设计
由于该工程地上层多采用钢结构，因此对其桁架、梁、柱等结构设计有着较大的需求。各类钢结构构件彼此之间每个节点的连接都会涉及到各个杆件，而且数量较多，这使得其在空间结构的呈现中出现多样化的稳定性，因此，怎么处理节点就是较为麻烦的问题。这时，借助BIM技术中的三维放样，将其与其他软件结合，来保证设计的整体性和稳定性。而且BIM技术也能够对复杂的曲面和异形结构进行有效的处理和加工，便于空间灵活度的形成。
5.3钢构件的运输
BIM技术不仅仅能够模拟建筑的形成和建设，而且对钢构件的运输也会进行一定的模拟。这时就需要充分考虑到运输车辆的承载能力。相关构件的包装形式、吊车起重机等辅助运输工具的承重能力等等，最终实现构件运输合理的划分。
6、结束语
综上所述，BIM技术对于大跨度钢结构建筑具有一定的优化作用，不仅仅能够提升建设项目的基本品质，而且能够保证其在施工的过程中尽可能少的出现返工、资源浪费的现象。因此，只有充分利用BIM技术在实际工程中的应用，结合其他的软件进行建筑设计、施工、维护的模拟，能够充分解决由于钢结构的复杂性造成的问题。在我国建筑行业的发展过程中，BIM技术将有效促进钢结构建筑的发展和进步。
参考文献
[1]张毓成,冯辉,祁祖伟,吴先杰,王远. BIM技术在大跨度钢结构桁架施工中的应用[J]. 建筑施工,2017,(05):714-715.
[2]许亚磊,徐航,李可军,周国庆,蒲伟斌. BIM技术在某大跨度索膜体育场馆施工中的应用[A]. 中国城市科学研究会数字城市专业委员会智慧结构学组、中城科数智慧城市规划设计研究中心.第二届全国智慧结构学术会议论文集[C].中国城市科学研究会数字城市专业委员会智慧结构学组、中城科数智慧城市规划设计研究中心:,2016:4.
[3]黄国庆. 基于BIM技术的大跨度钢结构施工管理应用研究[D].华南理工大学,2016.
[4]宋福春,陈冲,张兴,赵宁. BIM技术在大跨度斜拉桥设计中的应用[J]. 沈阳建筑大学学报(自然科学版),2016,(01):115-123.
[5]潘学斌,王永生,齐伟,霍成功. 高空大跨度钢结构连廊逆向液压同步提升技术在施工中的应用[J]. 施工技术,2015,(S2):563-566.
[6]王骥,柳锋,孙潇潇. 施工监测技术在大跨度空间钢结构中的应用[A]. 天津大学.第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C].天津大学:,2009:8.
论文作者:安绪杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/12
标签：钢结构论文; 技术论文; 建筑论文; 构件论文; 工程论文; 过程中论文; 桁架论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;