BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用

陳 靖

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,河南 鄭州 451100)

BIM技術(shù)是計算機技術(shù)與數(shù)字化建筑設(shè)計的結(jié)合，它不僅能夠為與建筑相關(guān)的一系列方案設(shè)計、建造、評估以及管理提供服務(wù)，同時還能通過虛擬施工，有效避免建造過程中出現(xiàn)的問題及風(fēng)險，極大的提高工程施工效率，降低了工程施工風(fēng)險，對推動建筑行業(yè)發(fā)展具有重要意義。傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)施工管理過程中，存在管理水平滯后、管控信息化程度不高等問題，這些問題嚴重制約著工程施工質(zhì)量和施工效率，而采用BIM技術(shù)可以有效的避免和解決這些問題，本文就BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了簡單分析，旨在提升鋼結(jié)構(gòu)施工管理水平，提升企業(yè)市場競爭力。

1 BIM技術(shù)的特點及優(yōu)勢

1)項目可視化。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，BIM技術(shù)能夠通過計算機將鋼結(jié)構(gòu)成型效果用數(shù)字化3D模型展示出來，并且能夠直觀的看到不同構(gòu)件之間的聯(lián)系，提高了圖紙修改的靈活性，同時也能更好的對圖紙進行優(yōu)化。同時，BIM技術(shù)還能展示鋼結(jié)構(gòu)細部構(gòu)件和隱蔽部位，也為施工方案以及管理控制措施的制定提供了可靠的數(shù)據(jù)參數(shù)，項目可視化提升了鋼結(jié)構(gòu)施工管理的時間與空間上的協(xié)調(diào)性，提高了工作效率。

2)模擬性和執(zhí)行性。在鋼結(jié)構(gòu)施工管理過程中，可以通過BIM進行鋼結(jié)構(gòu)模擬施工、試驗，通過模擬可以驗證施工方制定的施工方案的合理性、可靠性和安全性，在模擬施工的同時，還能對突發(fā)事件進行模擬，便于制定相應(yīng)的應(yīng)對措施和應(yīng)急預(yù)案，進一步保障鋼結(jié)構(gòu)施工安全。BIM技術(shù)的4D模擬實驗可以確保鋼結(jié)構(gòu)施工方案的可行性，為保證后續(xù)工程的順利進行提供數(shù)據(jù)保障。另外，BIM技術(shù)在模擬施工的同時，還能對施工進度和完工進度進行預(yù)測，防止疏漏情況的發(fā)生，同時5D模擬還能對施工過程中的施工成本進行有效的監(jiān)控，便于成本控制，降低工程造價。

3)協(xié)調(diào)性和優(yōu)化性。BIM技術(shù)可以將鋼結(jié)構(gòu)工程施工中的各項數(shù)據(jù)和文件統(tǒng)一記錄和整合，并將其在視圖中統(tǒng)一顯示，有效地提高了存儲空間的利用率，對縮短施工周期，排查施工隱患具有重要作用。由于鋼結(jié)構(gòu)工程施工難度較大、工藝較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的人工管理模式和效率已經(jīng)不能滿足要求，BIM技術(shù)可以通過優(yōu)化復(fù)雜項目，進而確保施工管理工作的順利進行和工作效率。

4)經(jīng)濟效益高。BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用，不僅可以提高工作效率，還能對施工現(xiàn)場的施工人員、材料、機械設(shè)備以及施工工序等，進行科學(xué)、合理的分配和調(diào)整，然后通過運算和模擬制定最佳的處理方案，同時還能有效的控制工程成本，提高項目經(jīng)濟效益。

2 鋼結(jié)構(gòu)施工難點

1)放線測量定位難度大。鋼結(jié)構(gòu)工程施工難度大、工藝復(fù)雜、內(nèi)容繁雜，工期長于一般工程，又因鋼結(jié)構(gòu)工程的特殊性，對鋼構(gòu)件安裝要求更為嚴格，尤其是細節(jié)處理方面要求更為嚴格，因此，在施工過程中，對于測量放線的準確度和精確度要求更高。為了確保測量放線的精確性和準確度，要求測量放線工具必須具備高精密性，還要保證放線定位嚴格按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行計算，同時，測量放線人員必須具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技術(shù)水平，只有確保以上幾點，才能確保放線測量定位的準確，如果其中一點不滿足要求或者管理不當(dāng)，均會影響鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，甚至引發(fā)安全事故。

2)易受環(huán)境因素影響。鋼結(jié)構(gòu)建筑因其結(jié)構(gòu)特性，施工時極易受到天氣、溫度等因素的影響，在施工過程中，受到當(dāng)?shù)貧夂蜃兓蛘攮h(huán)境的影響，鋼結(jié)構(gòu)物理特性會隨溫度出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的尺寸發(fā)生改變，同時因工期的原因，若對鋼結(jié)構(gòu)尺寸變化無法進行及時的測量和預(yù)測，將會直接影響鋼結(jié)構(gòu)整體精度和尺寸，降低工程施工質(zhì)量。因此，在鋼結(jié)構(gòu)工程施工管理過程中，需要針對環(huán)境變化制定相應(yīng)的應(yīng)對措施，降低環(huán)境對施工造成的影響，保證工程質(zhì)量。

3)機械設(shè)備要求高。在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，部分鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要通過起重設(shè)備進行組裝預(yù)制，高空作業(yè)時需要裝備精良的吊裝機械協(xié)助施工，因此，鋼結(jié)構(gòu)施工對機械設(shè)備的要求比較高，且采用的設(shè)備和技術(shù)也較為先進。這就要求機械設(shè)備在投入使用前，對其性能和參數(shù)要求進行詳細的了解和掌握，并利用BIM技術(shù)反復(fù)進行核算和模擬實驗，以確保機械設(shè)備在使用過程中不會因自身問題引發(fā)安全事故，影響工程施工進度。

3 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的具體應(yīng)用

1)基于BIM技術(shù)構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)信息管理框架。在鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程中，通過BIM技術(shù)開展對鋼結(jié)構(gòu)信息管理框架的構(gòu)建，進而完成鋼結(jié)構(gòu)施工管理工作。信息管理框架的構(gòu)建需要由業(yè)主、施工方等項目的參與者共同參與建設(shè)，并且信息管理框架需要包含鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、預(yù)制生產(chǎn)制造、運輸、安裝等全過程。通過BIM技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)全過程中涉及到的信息數(shù)據(jù)等進行有效的利用和共享，降低階段信息錯誤的幾率，減少誤差。同時，信息管理框架的構(gòu)建貫穿于整個鋼結(jié)構(gòu)工程的生命周期，開展鋼結(jié)構(gòu)工程信息的集中管理，可以保證參與建設(shè)的各方實現(xiàn)有效的溝通和成本控制。

2)工程量的管理。傳統(tǒng)工程量的計算，具有工作量大、參與人員多、效率低、計算精度誤差大等缺陷，導(dǎo)致施工管理時極易忽略隱蔽工程以及細部工程量計算，造成計算結(jié)果與實際工程量存在較大的誤差。BIM模型則可以清晰的反映細部工程以及隱蔽工程的相關(guān)數(shù)據(jù)，確保了計算的精確性，同時在建模初期對每個鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置精確，建模后的計算工作只需要選擇相應(yīng)的構(gòu)件即可得出相應(yīng)的工程量和質(zhì)量，有助于工程施工管理效率的提升，同時還能保證工程質(zhì)量，提高了計算的速度和精確性。此外，BIM技術(shù)還能詳細的統(tǒng)計工程材料以及構(gòu)件清單，大大減少了人工勞動量和誤差，同時也便于工程量的統(tǒng)計和材料采購控制管理。

3)施工管理。在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中，管理人員可以通過BIM技術(shù)對工程量參數(shù)和工程施工方案及時進行調(diào)整，保障數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。根據(jù)工程具體要求，將相關(guān)參數(shù)輸入BIM軟件中，可以得到鋼結(jié)構(gòu)工程不同階段的施工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時也為施工管理人員分析和數(shù)據(jù)調(diào)用提供了便利條件，利用互聯(lián)網(wǎng)、移動數(shù)據(jù)、RFID等技術(shù)，可以更好的對施工現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集和分析，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的實時監(jiān)控和管理、進度調(diào)整以及構(gòu)件屬性等，有利于協(xié)調(diào)鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和安裝施工等，為構(gòu)件的生產(chǎn)管理以及鋼結(jié)構(gòu)施工管理提供了便利的條件，同時也保證了工程全過程具有可追溯性，提高了工程管理水平。此外，BIM技術(shù)還可強化數(shù)據(jù)信息的管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而使原本較為分散、粗放的施工管理變得更加規(guī)范化、精細化和集成化，提高了施工管理水平和效率，保證了鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量。

4)施工成本管理。BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的應(yīng)用，可以幫助施工管理人員了解施工現(xiàn)場情況，實現(xiàn)對現(xiàn)場的管控。通過數(shù)據(jù)資源共享，可以實現(xiàn)對涉及鋼結(jié)構(gòu)的工程造價進行進一步的管理，為工程造價管理和控制提供數(shù)據(jù)支持和依據(jù)，提升成本管理效果。BIM技術(shù)可以通過施工模擬，完善工程施工組織設(shè)計的編制，同時還能精確地確定工程所需的人工、材料以及相應(yīng)的機械設(shè)備，并且對這些資源進行合理的分配和調(diào)度，提高資源利用率，降低材料浪費，實現(xiàn)對項目資源的統(tǒng)一管理，降低了施工成本。此外，BIM技術(shù)的應(yīng)用，不僅加強了對施工現(xiàn)場的實時監(jiān)控和管理，同時也能更為直觀、清晰的將施工信息反映到數(shù)據(jù)模型中，實現(xiàn)施工的動態(tài)管理。

5)提升安全防護能力。鋼結(jié)構(gòu)施工中，提升安全防護能力對保證工程質(zhì)量具有重要意義。BIM技術(shù)通過模擬施工，可以提升和加強安全管理。利用動畫漫游可以檢查安全措施是否到位，是否還有未發(fā)現(xiàn)的安全隱患等等，確保實際施工能夠安全、有序的進行。