BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的應(yīng)用

韓光瑞

摘要：BIM技術(shù)是一種可視化強(qiáng)，便于管理以及能夠?qū)崿F(xiàn)建筑全壽命周期管理的技術(shù)。目前在房屋建筑的設(shè)計(jì)與施工管理中，BIM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也大大的提升了建筑行業(yè)的工業(yè)化水平。鑒于此，本文主要分析BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑鋼結(jié)構(gòu);施工過程

1、BIM的內(nèi)涵

BIM指的是一種三維數(shù)字化技術(shù)，其能夠切實(shí)有效的集成工程施工中的各種信息，是一個(gè)工程數(shù)據(jù)模型，BIM能夠?qū)こ淌┕ろ?xiàng)目進(jìn)行功能特性、工程實(shí)體等的數(shù)字化傳遞。BIM為工程施工項(xiàng)目的功能特性、物理特性等的物理表達(dá)方式，是一種重要的共享信息資料;在開展工程項(xiàng)目周期建設(shè)時(shí)，BIM模型信息能夠給相關(guān)決策提供相應(yīng)的參考以及依據(jù);在工程項(xiàng)目施工的各階段，根據(jù)參與方的不同，也能夠BIM之中進(jìn)行插入、提取以及信息修改等內(nèi)容，從而在相同的模型之中保證合作的有效實(shí)現(xiàn)。

2、BIM技術(shù)的優(yōu)勢

（1）可視化，能夠通過計(jì)算機(jī)建模將鋼結(jié)構(gòu)的3D模型展示出來，該模型精確度，可視化強(qiáng)，能夠清晰的看到結(jié)構(gòu)與構(gòu)件，構(gòu)件與構(gòu)件的連接。而且鋼結(jié)構(gòu)的3D模型構(gòu)件的平面、立面、剖面之間是關(guān)聯(lián)的，如果你改了平面圖上的尺寸或者節(jié)點(diǎn)，那么立面和剖面也會(huì)跟著發(fā)生變化。同時(shí)，BIM模型也能夠展現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)細(xì)節(jié)以及隱蔽部分，方面的設(shè)計(jì)以及施工階段工程師的修改。

（2）具備項(xiàng)目管理的3D/4D/5D模型的模擬性。BIM可以建立3D模型對結(jié)構(gòu)的構(gòu)件以及連接進(jìn)行檢查，能夠發(fā)現(xiàn)在施工中可能遇到的問題。BIM也可以建立4D模型，模擬鋼結(jié)構(gòu)施工過程中構(gòu)件吊裝以及合理施工方案，可以方便的確定項(xiàng)目的施工方案。

（3）可以優(yōu)化項(xiàng)目以及具有良好的協(xié)調(diào)性，能夠使工程中所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，可以方便的完成項(xiàng)目的優(yōu)化，不需要花費(fèi)太多的時(shí)間進(jìn)行各專業(yè)的配合。能夠縮短工期，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)工程中的安全隱患，為工程的安全進(jìn)行提供幫助。

（4）可以實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。通過合理的安排施工進(jìn)度，以及合理的配置人工和材料以及投資，能夠?qū)崿F(xiàn)對該項(xiàng)目的成本控制。

3、BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的應(yīng)用

3.1、鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制作中的應(yīng)用

當(dāng)下，信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅猛，數(shù)字化加工和生產(chǎn)管理逐漸取代傳統(tǒng)手工加工技術(shù)、人為生產(chǎn)組織。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以使鋼結(jié)構(gòu)的加工制造更加簡單，BIM模型可以輸出相關(guān)信息，不僅可以快速生成加工清單和工藝路徑，在數(shù)控切割和油漆噴涂等工藝中也可發(fā)揮積極作用。BIM技術(shù)的應(yīng)用有助于建立起數(shù)字化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，改變了以往指令需層層下達(dá)反饋的狀態(tài)，其生產(chǎn)協(xié)同信息平臺(tái)具有一體化、扁平化特性，可以將加工指令信息有序下達(dá)到工位，在加工工序完成后及時(shí)反饋信息到平臺(tái)。其數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可以提高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，將相關(guān)文件清單導(dǎo)入而生成初步加工清單。

生產(chǎn)組織的重要基礎(chǔ)，就是工藝流程的規(guī)劃，需要熟悉相關(guān)設(shè)備和工藝技術(shù)的人員，根據(jù)工藝流程等編制設(shè)定各結(jié)構(gòu)形式工藝流程，合理配置其各個(gè)流程的參數(shù)，并優(yōu)先指定其使用設(shè)備，便于選定其工藝路徑。完成各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備后，系統(tǒng)中指揮人員發(fā)揮生產(chǎn)指令，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)匹配零件清單與生產(chǎn)流程，結(jié)合車間工位、設(shè)備負(fù)載反饋信息等，將指令快速下達(dá)到系統(tǒng)指定工位、終端計(jì)算機(jī)，然后各工位開始進(jìn)行加工。倉庫人員可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，得到使用的材料信息，事先準(zhǔn)備好使用的材料。

以異形板材加工為例，在其切割和鉆孔等加工中，需要加入套料凍脹使其利用率得以提高。具體可采用一些自動(dòng)套料排版軟件，批量轉(zhuǎn)入BIM輸出的多個(gè)NC文件，其數(shù)據(jù)輸入的效率高、準(zhǔn)確性好。在得到NC文件零件信息后，根據(jù)鋼板的厚度和材質(zhì)，將輸入零件進(jìn)行自動(dòng)套料分類，完成作業(yè)文件后，按下執(zhí)行按鈕，即可完成零件的套料加工。

3.2、施工階段應(yīng)用

（1）搭建BIM的結(jié)構(gòu)信息管理框架，用于在鋼結(jié)構(gòu)施工全壽命施工過程中的信息管理，以方便參與建設(shè)的勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和質(zhì)檢部門之間的信息溝通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成本的全壽命控制。

（2）傳統(tǒng)的成本控制主要是通過工程概預(yù)算人員進(jìn)行，效率低下而且有時(shí)候精度不夠。通過第一步的結(jié)構(gòu)信息管理模型的模型，只要將材料的單價(jià)和人工費(fèi)加入，就可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的工程量管理，可以準(zhǔn)確的計(jì)算工程成本。

（3）BIM技術(shù)中NavisWork，可以提供漫游功能，能夠模擬在施工中可能出現(xiàn)的施工問題，然后可以提供較好的施工方案，用以避免工程中的安全以及質(zhì)量事故。

（4）建筑在施工過程中，是一個(gè)復(fù)雜的工程，如鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、管道和設(shè)備很容易在三維空間內(nèi)發(fā)生碰撞，通過NavisWork功能，可以將構(gòu)件間的位置進(jìn)行合理的布置，以方便施工。

（5）建立的信息模型可以與手持終端連接起來，能將BIM模型中可能出現(xiàn)的碰撞問題、安全施工問題、危險(xiǎn)源信息和成本信息通過信號(hào)的傳輸，到達(dá)工程師手中的終端，方便工程師隨時(shí)隨地的對工程進(jìn)行監(jiān)控以及處理相應(yīng)的突發(fā)事件。

3.3、運(yùn)用階段BIM技術(shù)應(yīng)用

在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程全生命周期中，運(yùn)營階段的周期最長，且該階段也需要花費(fèi)更大的成本。在傳統(tǒng)建筑運(yùn)營維護(hù)中，是根據(jù)其圖紙由人工進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與表格中設(shè)備系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)合來監(jiān)控工程建設(shè)情況的。這種方式直觀性較差，且無法保證其時(shí)效性，在傳輸數(shù)據(jù)的過程中也容易發(fā)生丟失等情況。而利用BIM技術(shù)，可以保證設(shè)計(jì)階段、施工階段中各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料在傳輸?shù)竭\(yùn)維階段中的完整性、全面性，建立起項(xiàng)目全生命周期檔案，其中的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)更新，對于運(yùn)維管理來說，保證了管理質(zhì)量和效率。

當(dāng)前，對BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程運(yùn)維管理中的應(yīng)用研究較少，雖然對其應(yīng)用功能，當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中存在問題等有一定的認(rèn)知，但在其空間管理、物業(yè)管理和能耗管理方面的研究還存在一定程度缺失。但在一些大型項(xiàng)目中，建筑鋼結(jié)構(gòu)工程在運(yùn)維管理階段，對BIM技術(shù)進(jìn)行高效應(yīng)用，可以借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

3.4、后期運(yùn)營維護(hù)

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工中，后期的運(yùn)行以及維護(hù)通常會(huì)出現(xiàn)一些信息之后的問題，難以及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)問題并予以切實(shí)解決。根據(jù)BIM技術(shù)的后期運(yùn)營維護(hù)能夠切實(shí)有效的實(shí)現(xiàn)工程管理和設(shè)備智能化管理、可視化管理等的有效工作。在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目運(yùn)營時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)?shù)氖占Y(jié)構(gòu)損傷狀況，材料劣化等信息，在這一基礎(chǔ)之上有效的分析建筑工程的安全性以及耐久性信息，并對工程狀況進(jìn)行有效的預(yù)測。

總之，在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工工程中切實(shí)有效的應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效的提升溝通效率水平。思維進(jìn)度模擬能夠準(zhǔn)確而直觀的表現(xiàn)出工程施工環(huán)節(jié)與過程信息，并且能夠?yàn)殚_展有效監(jiān)控奠定相應(yīng)的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]王凱，郁永星，王帥.BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2019，38（25）：237-239.

[2]司張濤.基于BIM技術(shù)對建筑施工工程信息化的綜合應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代信息科技，2019，3（16）：131-132.

（作者單位：中國五冶集團(tuán)有限公司）