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

李莉

摘要：BIM技術(shù)將建筑模型和數(shù)據(jù)信息化緊密結(jié)合，使專業(yè)技術(shù)人員可以正確理解和第一時(shí)間處理相關(guān)建筑數(shù)據(jù)信息，使工程建設(shè)的效率和安全質(zhì)量顯著提升，不僅降低了工程建設(shè)成本，還極大地促進(jìn)了建筑業(yè)的健康發(fā)展。深入分析探討B(tài)IM技術(shù)為其在鋼結(jié)構(gòu)工程施工階段的運(yùn)用提供更可靠的幫助，充分發(fā)揮BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程施工階段的運(yùn)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)，建筑鋼結(jié)構(gòu)，施工，應(yīng)用

一、BIM技術(shù)分析

針對(duì)BIM技術(shù)揭示的問題，及時(shí)制定科學(xué)適當(dāng)?shù)姆椒ù胧┙鉀Q出現(xiàn)的問題，從而使建筑工程整體更加可靠。BIM技術(shù)的具體功能如下：（1）建立4D建筑模型。利用4D建筑模型，設(shè)計(jì)人員可以檢驗(yàn)測試鋼結(jié)構(gòu)的碰撞性能，分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝，研究建筑工程的整體能耗，并針對(duì)這些內(nèi)容完成鋼結(jié)構(gòu)工程的結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而最大程度保證設(shè)計(jì)的科學(xué)合理可靠。（2）實(shí)現(xiàn)施工信息共享。利用BIM技術(shù)構(gòu)建的BIM平臺(tái)可以共享不同的專業(yè)信息。在提高信息流通能力的條件下，還能夠?qū)崿F(xiàn)施工過程中各種數(shù)據(jù)信息的傳輸，優(yōu)化設(shè)計(jì)變更程序，改善施工信息數(shù)據(jù)的共享，進(jìn)一步提高施工有效管理的效率。（3）優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制件。在混凝土鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，具體的預(yù)制構(gòu)件發(fā)揮著顯著的作用。為了保證預(yù)制構(gòu)件的安全質(zhì)量，預(yù)制構(gòu)件制造單位利用BIM技術(shù)的信息分享功能，在獲得足夠的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的條件下，擴(kuò)大預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)，從而使生產(chǎn)效率更高，產(chǎn)品質(zhì)量水平更高。

二、BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程施工階段的應(yīng)用

（一）深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在深化鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的過程中，每項(xiàng)工作都需要具體細(xì)化，確保后續(xù)工作科學(xué)有效順利地開展。同時(shí)，在鋼結(jié)構(gòu)工程的深化設(shè)計(jì)的時(shí)候，科學(xué)恰當(dāng)使用BIM技術(shù)使全部過程所運(yùn)用的各種軟件（如星空計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、TeklaXsteel等）有效整合。在進(jìn)行施工詳圖設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)師通過可視化界面設(shè)計(jì)跟真實(shí)尺寸相當(dāng)?shù)娜S模型，展示鋼結(jié)構(gòu)工程的所有情況。在3D建模時(shí)，設(shè)計(jì)師需要從各個(gè)角度檢查測試設(shè)計(jì)過程中的不足。整個(gè)過程必須充分使用軟件自身的檢查測試功能，并利用軟件的檢查測試功能提示設(shè)計(jì)者，使設(shè)計(jì)者第一時(shí)間找到問題所在，從而及時(shí)解決問題，進(jìn)一步增強(qiáng)設(shè)計(jì)的安全性和可靠性。建模工作完成后，有必要使用軟件在無誤差的條件下生成詳細(xì)的全面的工程圖紙，以確保它們可以完全滿足工程的使用標(biāo)準(zhǔn)要求。

（二）在組件處理中的應(yīng)用

1、BIM模型跟車間數(shù)控設(shè)備緊密合作，把BIM技術(shù)和現(xiàn)代電子信息技術(shù)軟件緊密結(jié)合，形成先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)生產(chǎn)線。通用鋼結(jié)構(gòu)工程詳細(xì)科學(xué)設(shè)計(jì)制造軟件所運(yùn)用的信息數(shù)據(jù)是高協(xié)調(diào)性、高精度、高一致性的施工信息模型中的設(shè)計(jì)依據(jù)，可以共享到相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)施工活動(dòng)中。目前，生產(chǎn)管理軟件可以導(dǎo)入到數(shù)控機(jī)床中，使數(shù)控機(jī)床能夠完成零件的鉆孔、切割、焊接等加工操作。這樣，可以降低車間對(duì)零部件詳圖的要求。

2、使BIM軟件能夠自動(dòng)整理出零件的尺寸、形狀和特征數(shù)據(jù)信息，然后針對(duì)不同的材料和不同的板材規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)對(duì)零件進(jìn)行嵌套和分組，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同材料和板材規(guī)格零件的批量嵌套功能，有效提高了工作效率和自動(dòng)化水平。組件嵌套排版完成后，BIM軟件可用于生成項(xiàng)目排版部分的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

（三）在結(jié)構(gòu)吊裝中的運(yùn)用

（1）利用4D模型模擬施工時(shí)間。在BIM平臺(tái)的應(yīng)用條件下，通過Teklastructure軟件建立4D模型進(jìn)行進(jìn)度模擬，模擬履帶式起重機(jī)、大型起重機(jī)等設(shè)備的位置和分工，以解決起重設(shè)備之間的干擾，確定項(xiàng)目所需起重設(shè)備的數(shù)量，有效控制項(xiàng)目成本。同時(shí)，利用施工模擬對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行科學(xué)合理優(yōu)化，從而降低出錯(cuò)率，有效提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。（2）利用4D虛擬設(shè)施推進(jìn)管理技術(shù)。通過4D虛擬化，能夠展示工程建設(shè)當(dāng)中容易發(fā)生的危險(xiǎn)，以便進(jìn)行科學(xué)合理改進(jìn)，制定科學(xué)高效的解決方法措施，優(yōu)化工程建設(shè)方案，控制工程進(jìn)度。與傳統(tǒng)施工方法相比，BIM技術(shù)可用于指導(dǎo)工程施工，簡化工程施工過程，有效提高工程施工效率。（3）利用BIM技術(shù)進(jìn)行多方力量協(xié)調(diào)。施工期間把BIM技術(shù)運(yùn)用在現(xiàn)場管理，可以減少空間沖突，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的現(xiàn)場施工場所，進(jìn)一步科學(xué)有效地保證建設(shè)工程的順利施工。

（四）利用BIM技術(shù)的施工控制

基于BIM技術(shù)可縮短施工時(shí)間。由于BIM技術(shù)自身信息傳遞的高效性，因此其應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑可在很大程度上節(jié)約施工時(shí)長。比如，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)出圖中，一般由各個(gè)專業(yè)自行出圖，上游專業(yè)若對(duì)本專業(yè)圖紙進(jìn)行修改就很有可能導(dǎo)致下游專業(yè)圖紙的修改。這樣一來工程作業(yè)量就會(huì)大大增加，造成不必要的浪費(fèi)。而在應(yīng)用BIM各專業(yè)可以將專業(yè)信息導(dǎo)入信息模型，若某一專業(yè)對(duì)信息模型進(jìn)行修改則其他專業(yè)對(duì)應(yīng)的信息也會(huì)自行修正，從而提高了審圖、出圖的效率，更好地為工程的開展提供高質(zhì)量的保障。（2）基于BIM技術(shù)可減少施工風(fēng)險(xiǎn)。由于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且鋼管種類繁多導(dǎo)致施工難度大，因此施工過程就會(huì)存在很多風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)二維圖紙?jiān)趯?shí)際測量和施工中存在一定的缺陷和不足，而BIM技術(shù)一旦運(yùn)用到傳統(tǒng)鋼構(gòu)建筑的施工中，這類問題就能得到很好的解決?；贐IM技術(shù)，可以通過施工模擬的方式把施工過程中潛在的危險(xiǎn)體現(xiàn)出來，及時(shí)發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)中可能存在的安全隱患，從而制定合理且可實(shí)行的應(yīng)對(duì)方案，以求降低實(shí)際施工的事故發(fā)生率給實(shí)際施工提供有力的安全保障。利用BIM技術(shù)建模其實(shí)就是在實(shí)際施工前的模擬，與實(shí)際施工基本沒有差別。它可以對(duì)實(shí)際施工過程進(jìn)行預(yù)演，從而提前對(duì)實(shí)際施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)各種的問題給出解決方案。利用BIM技術(shù)能夠盡可能規(guī)避施工過程中可能出現(xiàn)的大部分潛在問題。（3）基于BIM技術(shù)可減少施工成本。鋼結(jié)構(gòu)建筑所需鋼材的采購成本、施工成本以及后期維修成本都高于傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑，這也是鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工周期、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗震能力等方面優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑，卻不能得到廣泛運(yùn)用的原因之一。在運(yùn)用BIM技術(shù)參與工程的設(shè)計(jì)后，就可以在工程設(shè)計(jì)階段對(duì)該建筑的施工成本進(jìn)行核算并進(jìn)行評(píng)估，選擇出最佳方案。例如，對(duì)部分跨度較大的鋼構(gòu)件，在安裝的時(shí)候需要預(yù)先設(shè)置支撐點(diǎn)，以保證施工中的安全和施工質(zhì)量。

三、建筑信息管理技術(shù)展望

目前，由于有關(guān)施工企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)重視不夠，自身技術(shù)也不夠，BIM技術(shù)的使用和發(fā)展還處于低級(jí)階段。可是，假若把BIM技術(shù)應(yīng)用到當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中，能夠很好地減小深化設(shè)計(jì)階段的投資，很好地進(jìn)行工程量預(yù)算，在不影響整體工程質(zhì)量的條件下縮短施工時(shí)間，從而帶來最佳的經(jīng)濟(jì)效益。而在隨后的建設(shè)和管理中也能很好地降低信息傳輸過程中出錯(cuò)的概率。當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中的信息化不僅需要軟件平臺(tái)的建設(shè)，還需要施工設(shè)備和硬件的結(jié)合。然而，目前的信息模型與施工設(shè)備之間的信息數(shù)據(jù)連接還存在一些問題，在這一過程中還沒有一個(gè)規(guī)范的參考標(biāo)準(zhǔn)。這些問題也對(duì)當(dāng)前BIM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用產(chǎn)生了很大的影響，因此在此基礎(chǔ)上制定標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口尤為重要。

四、結(jié)語

把BIM技術(shù)運(yùn)用于鋼結(jié)構(gòu)工程的施工階段，可以有效保證施工質(zhì)量，降低施工成本，有效提高施工人員的工作效率，成功完成鋼結(jié)構(gòu)工程的施工目標(biāo)。為了充分發(fā)揮BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值，必須積極加強(qiáng)BIM建模技術(shù)的開發(fā)和使用，針對(duì)工程建設(shè)具體情況科學(xué)高效地使用，從而有效提高鋼結(jié)構(gòu)工程的技術(shù)水平和管理水平。

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