[Cập nhật 2026] BIM kết cấu thép là gì? Giải thích dễ hiểu về sự khác biệt với bản vẽ chế tạo 2D, những gì có thể làm và lợi ích khi áp dụng

Khi việc ứng dụng BIM ngày càng phát triển trong ngành xây dựng, ngành kết cấu thép cũng ngày càng thường xuyên được yêu cầu “đáp ứng BIM”. Ngày càng có nhiều trường hợp tổng thầu hoặc đơn vị thiết kế yêu cầu nộp dữ liệu BIM, hay kết hợp mô hình kết cấu thép với mô hình BIM của các bộ môn khác để kiểm tra xung đột và cấu tạo chi tiết liên kết.

Tuy nhiên,

• “Cụ thể thì BIM kết cấu thép là làm những gì?”
• “BIM khác gì so với bản vẽ chế tạo 2D từ trước đến nay?”
• “Chỉ cần triển khai phần mềm BIM là đã đáp ứng BIM?”

Hẳn không ít người đang có những thắc mắc như vậy.

BIM kết cấu thép không đơn thuần là vẽ kết cấu thép dưới dạng 3D. Điều quan trọng là đưa vào mô hình 3D không chỉ hình dạng của kết cấu thép mà cả các thông tin như cấu kiện, vật liệu, kích thước, liên kết, rồi khai thác thông tin đó ở các công đoạn sau như thiết kế, chế tạo, gia công và thi công.

Bài viết này giải thích dễ hiểu, từ góc độ chế tạo kết cấu thép, từ những điều cơ bản về BIM kết cấu thép, sự khác biệt so với bản vẽ chế tạo 2D, những việc có thể làm cụ thể, lợi ích khi triển khai cho đến các điểm cần lưu ý khi ứng dụng.

I. BIM kết cấu thép là gì?

BIM không chỉ là “tạo mô hình 3D”

BIM là viết tắt của Building Information Modeling. Với 3D CAD thông thường, mục đích chính là thể hiện hình dạng của công trình và cấu kiện trong không gian ba chiều. Ngược lại, BIM liên kết và quản lý nhiều loại thông tin khác nhau gắn với mô hình 3D.

Ví dụ, với kết cấu thép, các thông tin như

• Ký hiệu cấu kiện
• Mác thép / vật liệu
• Kích thước cấu kiện
• Chiều dài
• Trọng lượng
• Liên kết
• Bu lông
• Bản mã
• Khối lượng

và các thông tin khác cần thiết cho chế tạo và thi công kết cấu thép được quản lý cùng với mô hình.

Nói cách khác, bản chất của BIM không nằm ở việc “giúp nhìn thấy dưới dạng 3D”, mà ở việc tập hợp thông tin về công trình và cấu kiện vào mô hình số, để thông tin đó có thể được khai thác cả ở các công đoạn sau.

“Dùng phần mềm BIM = đáp ứng BIM” là chưa đúng

Khi tính đến việc đáp ứng BIM, cần lưu ý rằng chỉ triển khai phần mềm BIM thôi là chưa đủ.

Ví dụ, dù có dùng 3D CAD hỗ trợ BIM để tạo mô hình kết cấu thép, nếu mô hình đó chỉ được dùng như dữ liệu hình học đơn thuần thì sẽ không phát huy được hết lợi ích của BIM.

Điều quan trọng là tạo ra dòng chảy thông tin “tạo mô hình → gán thông tin → kiểm tra thông tin → khai thác cho bản vẽ, khối lượng, chế tạo, v.v.”.

Trong BIM kết cấu thép, điều quan trọng không chỉ là bản thân mô hình 3D, mà là thông tin tích lũy trong mô hình có thể được chuyển tiếp đến các công đoạn sau ở mức độ nào.

II. Vì sao BIM ngày càng được yêu cầu trong ngành kết cấu thép

Trong một dự án xây dựng, nhiều bên liên quan như thiết kế, kết cấu, hệ thống cơ điện (MEP), thi công cùng tham gia vào một công trình. Với cách làm việc lấy bản vẽ 2D làm trung tâm từ trước đến nay, các bên phải vừa kiểm tra từng bản vẽ, tài liệu vừa chia sẻ thông tin với nhau.

Tuy nhiên, công trình càng phức tạp thì càng khó nắm bắt cấu tạo chi tiết liên kết trong không gian ba chiều chỉ bằng bản vẽ. Đặc biệt với kết cấu thép, cần kiểm tra đồng thời nhiều thông tin như

• Liên kết giữa dầm và cột
• Cấu tạo chi tiết liên kết giằng
• Liên kết
• Bu lông
• Xung đột với hệ thống cơ điện (MEP)
• Khoảng hở với các cấu kiện khác

v.v.

Vì vậy, BIM đang được chú ý vì cho phép trực quan hóa kết cấu thép thành mô hình 3D và kiểm tra khi kết hợp với mô hình của các bộ môn khác.

Kiểm tra công trình “trước khi xây dựng”

Một trong những lợi ích lớn của việc ứng dụng BIM là có thể kiểm tra trạng thái công trình trên máy tính trước khi thi công thực tế tại công trường.

Bằng cách kết hợp không chỉ mô hình kết cấu thép mà cả mô hình kiến trúc, hệ thống cơ điện (MEP), v.v., có thể phát hiện trước những vị trí có khả năng gây vấn đề khi thi công thực tế.

Phát hiện vấn đề sớm sẽ giúp giảm thiểu việc phải làm lại quy mô lớn sau khi đã bắt đầu chế tạo hoặc sau khi đã thi công tại công trường.

III. Khác biệt giữa bản vẽ chế tạo 2D và BIM kết cấu thép

Trong chế tạo kết cấu thép, đến nay bản vẽ chế tạo 2D vẫn giữ vai trò quan trọng. Việc thể hiện chính xác các thông tin cần thiết cho chế tạo và thi công dưới dạng bản vẽ, như bản vẽ nghiên cứu, bản vẽ tổng thể, bản vẽ chi tiết, bản vẽ gia công, bản vẽ đánh số lắp dựng, là điều không thể thiếu trong chế tạo kết cấu thép.

Vậy bản vẽ chế tạo 2D và BIM kết cấu thép khác nhau như thế nào?

Điều quan trọng ở đây là BIM kết cấu thép không phủ nhận bản vẽ chế tạo 2D. Trong chế tạo kết cấu thép thực tế, có nhiều tình huống vẫn cần đến bản vẽ chế tạo 2D.

Điều quan trọng là không quản lý mô hình BIM và bản vẽ chế tạo 2D như hai bộ dữ liệu riêng biệt, mà lấy mô hình BIM làm trung tâm thông tin rồi triển khai ra các bản vẽ 2D, bảng biểu, báo cáo cần thiết.

IV. Những việc có thể làm với BIM kết cấu thép

Khi ứng dụng BIM kết cấu thép, có thể khai thác nhiều loại thông tin liên quan đến chế tạo kết cấu thép từ một mô hình duy nhất.

1. Kiểm tra hình dạng kết cấu thép bằng 3D

Bằng cách tạo các cấu kiện như cột, dầm, giằng thành mô hình 3D, có thể kiểm tra hệ khung thép trong không gian ba chiều. Những vị trí mà với bản vẽ 2D phải xem nhiều bản vẽ mới đánh giá được, thì trên mô hình 3D có thể kiểm tra từ nhiều hướng khác nhau. Đặc biệt với hệ khung và liên kết phức tạp, trực quan hóa bằng 3D mang lại hiệu quả lớn.

2. Kiểm tra liên kết và cấu tạo chi tiết

Trong chế tạo kết cấu thép, việc kiểm tra liên kết giữa các cấu kiện và cấu tạo chi tiết là rất quan trọng. Nhờ sử dụng mô hình 3D, có thể kiểm tra trong không gian ba chiều

• Liên kết giữa cột và dầm
• Liên kết giằng
• Bản mã (gusset plate)
• Bố trí bu lông
• Đầu dầm
• Mối nối
• Khoảng hở

v.v.

Kể cả những chỗ dễ bị bỏ sót trên bản vẽ, khi kiểm tra trên mô hình cũng dễ phát hiện vấn đề hơn.

3. Kiểm tra xung đột, va chạm

Một trong những cách ứng dụng tiêu biểu của BIM kết cấu thép là kiểm tra xung đột (clash). Bằng cách chồng mô hình kết cấu thép lên mô hình của các bộ môn khác như kiến trúc, hệ thống cơ điện (MEP), có thể phát hiện các vấn đề như

• “Dầm xung đột với ống gió”
• “Giằng va chạm với đường ống”
• “Không đủ không gian lắp đặt thiết bị cơ điện”

ngay từ trước khi thi công.

Nếu vấn đề phát sinh sau khi đã chế tạo, thi công thực tế, thì không chỉ phải sửa bản vẽ mà còn có thể ảnh hưởng đến cả chế tạo và tiến độ. Vì vậy, điều quan trọng là phát hiện vấn đề ở giai đoạn càng sớm càng tốt.

4. Khai thác thông tin cấu kiện và khối lượng

Nếu thông tin chính xác được nhập vào mô hình BIM, có thể trích xuất thông tin cấu kiện và khối lượng từ mô hình.

Ví dụ:

• Ký hiệu cấu kiện
• Vật liệu
• Kích thước
• Chiều dài
• Khối lượng
• Trọng lượng

và các thông tin khác có thể được tổng hợp để phục vụ việc đặt mua vật liệu, lập kế hoạch chế tạo, v.v.

5. Triển khai ra bản vẽ chế tạo 2D

BIM kết cấu thép không có nghĩa là hoàn thành toàn bộ công việc chỉ với mô hình 3D. Điều quan trọng là lập các bản vẽ 2D cần thiết từ mô hình BIM và kết nối với công việc chế tạo thực tế.

Ví dụ:

• Bản vẽ tổng thể
• Bản vẽ tiêu chuẩn
• Bản vẽ chi tiết
• Bản vẽ gia công
• Bản vẽ cấu kiện
• Bản vẽ đánh số lắp dựng

và các bản vẽ khác cần thiết cho quy trình chế tạo đều có thể được triển khai từ mô hình.

Việc liên kết mô hình 3D với bản vẽ chế tạo 2D được kỳ vọng sẽ giảm thiểu việc nhập trùng thông tin và bỏ sót chỉnh sửa.

6. Kết nối thông tin tới khâu chế tạo và gia công

Giá trị của BIM kết cấu thép không dừng lại ở việc tạo xong mô hình.

Bằng cách chuyển tiếp thông tin cấu kiện, khối lượng, dữ liệu cần cho gia công, v.v. sang các công đoạn sau, có thể số hóa toàn bộ chuỗi quy trình “mô hình → bản vẽ → khối lượng → vật liệu → gia công → chế tạo”.

V. Lợi ích của việc ứng dụng BIM kết cấu thép

Ứng dụng BIM kết cấu thép được kỳ vọng không chỉ đơn thuần là chuyển sang 3D, mà còn nâng cao hiệu quả của toàn bộ công việc kết cấu thép.

1. Giảm thiểu việc làm lại

Với BIM, có thể kiểm tra cấu tạo chi tiết liên kết và xung đột trên mô hình 3D trước khi thi công thực tế.

Nhờ đó, giảm được rủi ro phát hiện vấn đề sau khi đã bắt đầu chế tạo hoặc thi công.

2. Dễ dàng quản lý thông tin tập trung

Trong quy trình làm việc lấy bản vẽ 2D làm trung tâm, thông tin có thể bị phân tán ở bản vẽ, file Excel, bảng biểu, báo cáo, v.v.

Khi vận hành với mô hình BIM làm trung tâm thông tin, việc quản lý tập trung các thông tin như cấu kiện, khối lượng sẽ dễ dàng hơn.

3. Nâng cao hiệu quả lập bản vẽ

Với những công việc phải nhập cùng một thông tin nhiều lần, việc chỉnh sửa và chép lại dữ liệu sẽ tốn nhiều thời gian.

Triển khai bản vẽ từ mô hình BIM giúp dễ dàng liên kết thông tin giữa mô hình và bản vẽ, từ đó nâng cao hiệu quả lập và chỉnh sửa bản vẽ.

4. Dễ dàng phối hợp với các bộ môn khác

Bằng cách kết hợp các mô hình kiến trúc, kết cấu, hệ thống cơ điện (MEP), v.v., những người phụ trách thuộc các chuyên ngành khác nhau cũng có thể cùng chia sẻ hình dạng hoàn thiện của công trình dưới dạng 3D.

Ngay cả những cấu tạo chi tiết liên kết phức tạp khó truyền đạt chỉ bằng lời nói hay bản vẽ 2D cũng có thể được kiểm tra trực tiếp trên mô hình.

5. Kiểm chứng trước khi chế tạo và thi công

Với BIM, có thể thực hiện nhiều hình thức kiểm chứng trên máy tính trước khi thi công công trình thực tế.

Đây là cơ chế có thể tận dụng để không phải “sửa sau khi vấn đề phát sinh” mà là phát hiện vấn đề trước khi phát sinh.

VI. Vì sao BIM kết cấu thép chậm được áp dụng

BIM kết cấu thép mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc đưa vào công việc thực tế vẫn còn một số thách thức.

1. Chỉ với bản vẽ chế tạo 2D vẫn có thể chế tạo được

Trong chế tạo kết cấu thép, quy trình làm việc lấy bản vẽ 2D làm trung tâm đã được xây dựng qua nhiều năm.

Vì vậy:

• “Với cách làm hiện tại vẫn chế tạo được”
• “Không cần phải mất công chuyển sang 3D”

Suy nghĩ như vậy cũng là điều tự nhiên.

Nếu áp dụng BIM, không chỉ đơn thuần tạo mô hình 3D mà cần làm rõ BIM mang lại lợi ích ở đâu trong công việc hiện tại.

2. Mô hình 3D và bản vẽ 2D bị tách rời

Kể cả khi đã áp dụng BIM, nếu giữa chừng tách bản vẽ 2D khỏi mô hình và từ đó chỉ cập nhật bản vẽ 2D, thông tin giữa mô hình và bản vẽ có thể phát sinh sai lệch.

Kết quả là mô hình 3D đã mất công tạo ra có thể không được tận dụng đầy đủ ở các công đoạn sau.

Điều quan trọng là “không phải tạo ra mô hình, mà là tiếp tục khai thác thông tin của mô hình”.

3. Cần nhân lực BIM

Để khai thác BIM hiệu quả, không chỉ cần thao tác phần mềm mà còn cần kiến thức về chế tạo kết cấu thép.

Điều quan trọng là tạo mô hình BIM trên cơ sở hiểu rõ cấu tạo chi tiết liên kết, phương pháp chế tạo, gia công, thi công kết cấu thép, v.v.

Vì vậy, điều cần thiết không phải là người vận hành 3D CAD đơn thuần mà là nhân lực am hiểu cả kết cấu thép lẫn BIM.

4. Cần xem xét lại chính quy trình làm việc

Khi áp dụng BIM, nếu chỉ chuyển nguyên cách làm truyền thống sang 3D thì có thể không đạt được hiệu quả như mong muốn.

• Mô hình cần chứa những thông tin nào?
• Cập nhật mô hình ở giai đoạn nào?
• Ai sẽ kiểm tra thông tin?
• Dữ liệu nào sẽ được chuyển sang chế tạo, gia công?

Sắp xếp quy trình làm việc đến mức độ này là điều không thể thiếu để khai thác BIM.

VII. Các phần mềm chính dùng trong BIM kết cấu thép

Trong BIM kết cấu thép, nhiều phần mềm khác nhau được sử dụng tùy theo mục đích và phạm vi công việc.

Tekla Structures

Tekla Structures là phần mềm BIM có thể tạo mô hình 3D chi tiết cho các công trình kết cấu, bao gồm cả kết cấu thép.

Phần mềm này được sử dụng cho các mục đích như mô hình hóa chi tiết cấu tạo liên kết kết cấu thép và xử lý thông tin cần thiết cho chế tạo, thi công.

S/F REAL4

S/F REAL4 là hệ thống CAD/BIM chuyên dụng cho chế tạo kết cấu thép.

Không chỉ tạo mô hình kết cấu thép, phần mềm còn có thể xử lý các thông tin liên quan đến công việc thực tế của nhà gia công kết cấu thép như bản vẽ chế tạo, thông tin cấu kiện, khối lượng.

Revit

Revit là phần mềm BIM được sử dụng rộng rãi để tạo mô hình BIM cho toàn bộ công trình, bao gồm kiến trúc, kết cấu, hệ thống cơ điện (MEP), v.v.

Phần mềm này cũng được sử dụng khi tích hợp mô hình kết cấu thép với mô hình của các bộ môn khác như kiến trúc, hệ thống cơ điện (MEP) để xem xét trên toàn bộ công trình.

Trong BIM kết cấu thép, việc liên kết dữ liệu, tận dụng thế mạnh riêng của từng phần mềm thay vì hoàn thành mọi thứ chỉ bằng một phần mềm cũng rất quan trọng.

VIII. Những điểm cần lưu ý khi áp dụng BIM kết cấu thép

Khi áp dụng BIM kết cấu thép, điều quan trọng không chỉ là “mua phần mềm nào”.

Trước tiên, sắp xếp lại quy trình làm việc

Giả sử công việc kết cấu thép hiện tại

“Bản vẽ thiết kế → Nghiên cứu → Mô hình kết cấu thép → Bản vẽ chế tạo → Vật liệu, khối lượng → Gia công → Chế tạo → Kiểm tra, xuất hàng”

đang diễn ra theo trình tự như trên.

Trong quy trình này, cần làm rõ:

• Thông tin phát sinh ở công đoạn nào
• Thông tin bị đứt gãy ở đâu
• Thông tin nào sẽ được đưa vào mô hình BIM
• Thông tin nào sẽ được sử dụng ở các công đoạn sau

Việc sắp xếp rõ những điểm này là rất quan trọng.

Đặt mục tiêu là “khai thác thông tin” chứ không phải “chuyển sang 3D”

Nếu mục tiêu áp dụng BIM chỉ dừng lại ở “có thể tạo được mô hình 3D”

thì sẽ không thể phát huy hết lợi ích của BIM.

Điều quan trọng là xây dựng quy trình “tạo mô hình → tích lũy thông tin → kiểm chứng → lập bản vẽ → khai thác cho khối lượng, vật liệu → kết nối tới chế tạo, gia công”.

Không đặt 2D và BIM đối lập nhau

Trong chế tạo kết cấu thép, sau này vẫn sẽ có những trường hợp cần đến bản vẽ 2D.

Vì vậy, thay vì suy nghĩ theo hướng “chuyển hoàn toàn từ 2D sang BIM”, “lấy mô hình BIM làm trung tâm để lập hiệu quả các bản vẽ 2D cần thiết” là cách tiếp cận thực tế hơn.

Bằng cách kết hợp hợp lý BIM và bản vẽ chế tạo 2D, có thể thúc đẩy số hóa trong khi vẫn phát huy được bí quyết chế tạo đã tích lũy từ trước đến nay.

IX. Tổng kết

BIM kết cấu thép không đơn thuần là thể hiện kết cấu thép dưới dạng 3D. Đó là cơ chế tập hợp vào mô hình không chỉ hình dạng kết cấu thép mà cả các thông tin như cấu kiện, vật liệu, kích thước, liên kết, khối lượng, rồi khai thác các thông tin đó ở các công đoạn sau như thiết kế, chế tạo, gia công, thi công.

Bản vẽ chế tạo 2D sau này vẫn giữ vai trò quan trọng trong chế tạo kết cấu thép. Mặt khác, nhờ khai thác BIM:

• Có thể kiểm tra kết cấu thép dưới dạng 3D
• Có thể kiểm chứng cấu tạo chi tiết liên kết phức tạp trong không gian 3 chiều
• Có thể phát hiện sớm xung đột, va chạm
• Có thể quản lý tập trung thông tin cấu kiện, khối lượng
• Có thể nâng cao hiệu quả lập bản vẽ chế tạo 2D
• Dễ dàng phối hợp với các bộ môn khác hơn
• Có thể kết nối thông tin tới chế tạo, gia công, thi công

Đó là những lợi ích có thể kỳ vọng.

Trong công việc kết cấu thép sắp tới, thay vì lựa chọn một trong hai “2D hay BIM”, việc khai thác mô hình BIM làm trung tâm thông tin và triển khai thành các bản vẽ chế tạo 2D cũng như thông tin chế tạo cần thiết sẽ ngày càng trở nên quan trọng.

Giá trị của BIM không kết thúc tại thời điểm tạo xong mô hình 3D. Thông tin của mô hình đã tạo có thể được kết nối đến công đoạn tiếp theo ở mức độ nào? Chỉ khi suy nghĩ đến tận điểm đó mới có thể phát huy tối đa lợi ích của BIM kết cấu thép.

NOOVASTEEL cung cấp dịch vụ hỗ trợ phù hợp với công việc kết cấu thép của Quý khách, từ lập bản vẽ chế tạo kết cấu thép, tạo mô hình BIM kết cấu thép, kiểm chứng và lập bản vẽ dựa trên dữ liệu BIM, đến số hóa công việc chế tạo. Nếu Quý khách cần tư vấn về việc áp dụng BIM kết cấu thép hoặc nâng cao hiệu quả công việc chế tạo kết cấu thép hiện tại, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.