为确定钢结构工程施工过程中的结构安全性，评估施工结果是否符合设计，对施工过程中结构主要杆件的应力及变形等数据进行实时监测，设计并集成开发出应力应变、变形自动实时在线监测系统，并应用于杭州国际博览中心钢结构工程，运用结果表明：系统运行稳定、数据可靠且精度高，有效地指导了工程施工，确保了施工过程中结构的质量与安全。

体育场馆在建设过程中具有涉及面广、协调量大、综合性强、影响因素多等特性，对施工方案、技术、工艺及协调管理等提出新的挑战。本文以滁州高教科创城文体活动中心项目为例，详细介绍BIM技术在体育场馆中的应用，帮助解决体育场馆施工难题。本项目建筑具有“云飞燕舞”独特造型、钢结构工程跨度大且构造复杂、金属屋面安装精度要求高、装饰材料多样化等特点，对现场施工管理要求高。采用BIM技术对整体应用实施进行策划，对复杂节点及施工工艺进行可视化交底，提高施工质量；建立项目云协调平台，完善物料跟踪系统、进度控制系统、安全监测系统，改善现场安全文明施工环境，提高信息化管理；针对重点及难点部分，建立基于BIM技术方案模拟，解决屋面双曲面面板加工难度大、造价昂贵等问题；完善钢结构吊装方案，做到结构变形小、安全性高，精确度准。最终在保证工程质量的前提下，达到降低成本、缩短工期、节约材料的效益。

针对我国自主研发的PKPM系列钢结构设计软件中节点设计结果不能人为干预的问题以及其设计机制的缺陷，结合钢结构节点设计的专业特点，研发出新的适合于钢框架节点的CAD程序。程序研发采用C++面向对象的开发技术，提供了灵活的人工交互功能，不仅可以实现三维框架的全楼自动节点设计，且设计者可以合并节点、修改节点设计结果并重新校核，使得钢框架节点连接设计变得快速、简便且准确，从而提高工程效率。本文成果已以动态库插件形式作为钢结构连接设计基类库应用于PKPM系列钢结构设计软件各个模块中，取得了良好的应用效果。

本文对基于BIM技术的体育馆钢结构智慧化施工管理进行了研究。通过三维精细化模型创建、模型链接整合、漫游检测、施工模拟、数值模拟、项目协同管理、VR+质量信息追溯和三维可视化技术交底指导现场施工等应用点，说明BIM技术能够有效指导钢结构现场施工，提高施工效率和施工安全，避免浪费和返工，节约成本，有着十分重要的意义。

为了分析钢结构领域BIM技术研究的热点和发展趋势，基于中国知网(CNKI)数据库2014年—2018年的研究文献，以社会网络分析和多维尺度分析为方法，借助知识图谱绘制工具，从文献计量的视角分析钢结构领域BIM研究热点及发展。结果表明：研究文献中的关键词构成了以“BIM”和“钢结构”为中心的知识图谱网络，其密度反映出“深化设计”和“施工”是研究的两个热点并且“高层、超高层建筑”，“绿色施工”，“绿色建筑”等是研究的关联热点；通过多维尺度分析得出研究的主题是“深化设计”和“施工”这两个方面；最后以Cite space的时间图谱表明研究趋势正在向着装配式建筑、虚拟施工等方向细化。

目前，我国大中型城市都陆续建设出了不少具有地方特色、造型优美、复合交通的高铁站房，成为了城市地标性建筑。钢结构因为具有自重较轻、强度高、抗震性能好、工业化程度高、施工方便、造型设计自如等众多优点，被大量地运用在高铁站房的建设当中。但是，因为高铁站房钢结构工程的结构十分复杂，施工环境相对复杂，施工难度大，传统建设下各个阶段信息相对独立，缺乏可追溯性，整体信息化运用水平还相对较低。本文通过对高铁站房钢结构工程建设进行分析，充分运用BIM技术、云技术，打通了数据传递链条，实现钢结构从设计、深化设计、预制加工、物流运输、现场安装、结构交验的信息无缝传递，做到了钢结构构件及焊缝级别的可追溯性，提升了管理沟通效率，加快了施工工期，形成了钢结构BIM全生命周期智能建造新模式，丰富了高铁站房钢结构工程管理模式。

针对现有钢结构加工图引出标注布局算法中引出标注干涉冲突严重及不美观的问题，引入聚类法与二分图带权最优匹配，提出了一种基于边界标注布局形式的钢结构加工图引出标注布局算法。该算法将布局目标分解为三个子目标，按照引出标注的空间聚集特征将加工图划分为若干子范围。在每个标注子范围内，对子目标采用递归、二分图带权最优匹配等方法依次求解。经测试，该算法可有效避免标注重叠严重的问题，执行效率高，具有很高的美观性与实用性。

本文对BIM技术在阜阳市大剧院复杂多曲形建筑施工中的应用难点进行了介绍。该工程是PPP形式。该工程结构新颖、姿态优美、造型独特，建筑外立面通过圆形斜柱、大跨度双曲面钢筋混凝土梁和异形网格状钢结构，共同组成三个玫瑰花瓣，彰显“七彩玫瑰”的设计理念。多曲结构图纸识图难，圆形斜柱、大跨度双曲面混凝土梁施工工艺远比普通钢筋混凝土施工工艺复杂，钢结构吊装体量大，形状复杂，传统钢筋混凝土及钢结构施工工艺无法满足本项目的施工质量及进度要求。本文通过BIM技术进行三维建模、三维模拟、数值提取、工况分析等，在波浪形混凝土环梁、大斜度混凝土柱、玫瑰花瓣形网格幕墙等方面进行研究，实现多曲组合结构精准建造，为后续类似项目提供借鉴。

BIM-QR系统是以动态二维码为纽带, 由Tekla Structures钢结构BIM模型、后台服务器和移动终端组成的综合系统, 可将BIM模型中的海量信息上传到服务器, 根据需求对信息进行提取、统计、分析和管理, 为原料采购、构件生产、构件运输、构件质量验收等全过程提供信息管理平台, 减少人力投入的同时有利于管理。其中, 动态二维码是在二维码的基础上增加专有编码协议和解码协议, 使二维码图形可以同时保存固态信息和动态信息。使用移动终端扫描二维码可以快速读取构件信息, 同时可以将构件进出场验收、安装验收等验收信息上传至服务器中, 然后通过Tekla Structures软件插件将信息更新至BIM模型中, 通过改变构件在模型中的级别改变构件在显示的颜色, 以体现构件不同的验收状态。以动态二维码为载体, 将BIM模型、移动终端和后台服务器数据结合在一起, 实现对钢结构工程施工质量验收的管理。

本文研究了基于BIM的大型钢结构虚拟施工仿真系统并应用于实际工程之中。大型钢结构施工具有环境因素复杂、操作要求高、安全隐患多等特点，且难以周全考虑。针对这些难点，Unity3d和BIM结合的虚拟施工仿真系统，能够充分利用并可视化工程设计信息，逼真的展现不同情境下的施工现场，可用于施工现场管理和技术交底，全面排查各种质量安全隐患。该系统在杭州上城区体育中心大跨度钢桁架施工中的成功应用，大大提高了施工效率，充分保障了施工过程中的质量与安全。