BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)階段的應(yīng)用

周大偉 賈巖 殷帥 孫迪

摘?要： 隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)工程是一種重要的現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)，它可以有效地提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與抗震性，也可以在一定程度上提高工人們的施工效率。本文對BIM技術(shù)進(jìn)行了概述，分析了沈陽大悅城E館項(xiàng)目在現(xiàn)階段的鋼結(jié)構(gòu)施工中存在的問題，針對這些問題提出了一些解決方案，為我國其它鋼結(jié)構(gòu)工程提供更多具有現(xiàn)實(shí)意義的指導(dǎo)和借鑒。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù);鋼結(jié)構(gòu)工程;建設(shè)階段;應(yīng)用

【中圖分類號】TU391?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.102

引言：隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的信息化和產(chǎn)業(yè)工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)步，BIM技術(shù)迎來了一個全新的發(fā)展機(jī)會。BIM旨在利用信息軟件建立一座虛擬建筑，為建筑設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的參考模擬實(shí)景。細(xì)化鋼結(jié)構(gòu)施工中的重點(diǎn)部位和重點(diǎn)位置的可施工性進(jìn)行分析總結(jié)，所涉及到的型鋼梁、柱構(gòu)件，螺栓焊縫，節(jié)點(diǎn)焊縫，桁架樓承板等信息都可以通過三維立體的形式進(jìn)行實(shí)景重現(xiàn)?？梢栽谑┕そㄔO(shè)之前模擬裝配，出現(xiàn)問題及時修改模型的數(shù)據(jù)和施工的詳圖。這樣可以避免建筑質(zhì)量不合格的情況出現(xiàn)。本文將探討B(tài)IM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。

1?BIM技術(shù)概述

BIM是一種信息應(yīng)用平臺，技術(shù)人員在管理時把建筑信息模型納入工程生命周期，利用建筑信息模型就可以更好地控制設(shè)計(jì)和施工的過程，因此也可以提前完成能耗分析、模擬施工問題以及碰撞檢測的重要的工作，如果在BIM技術(shù)的運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)了一些問題，那么這實(shí)際的施工中就可以針對這些問題提出相應(yīng)的解決措施，這樣就可以有效地提高建筑的安全性和穩(wěn)定性。

2?鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)期間存在的問題分析

2.1?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段存在的問題

為了確保鋼結(jié)構(gòu)工程可以正常運(yùn)行，技術(shù)人員就要在施工前不斷地對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善。但是在現(xiàn)階段對鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)一般都比較缺乏技術(shù)性和專業(yè)性，設(shè)計(jì)深度不足，缺乏長遠(yuǎn)的考慮。這就容易導(dǎo)致造價成本高，后期返工，工程周期長等問題的出現(xiàn)，不僅影響了經(jīng)濟(jì)效益，還使得工程無法按照預(yù)期的方案完成，造成大量的人力、物力資源的浪費(fèi)。企業(yè)的信用度也會因此受到負(fù)面影響。

2.2?鋼結(jié)構(gòu)施工階段存在的問題

鋼結(jié)構(gòu)的施工中涉及許多項(xiàng)目環(huán)節(jié)，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多工程在對項(xiàng)目成本、工程的質(zhì)量、安全和進(jìn)度的管理以及對工程的控制都存在一些問題。這主要是因?yàn)樵谑┕て陂g，存在許多不確定的影響因素，一旦工程發(fā)生變動，就容易增加工程成本，為企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)損失。在安裝期間，一些工人對安裝技術(shù)不太熟練，沒有掌握真正的施工技巧，這就會影響工程的進(jìn)一步推進(jìn)，甚至?xí)构て谘娱L，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在對鋼結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行安裝和運(yùn)輸時，會存在一定量的鋼結(jié)構(gòu)的損耗和污染，工作人員為了對這些部件進(jìn)行調(diào)換，也會耽誤一些工期，影響工程項(xiàng)目的持續(xù)推進(jìn)。

3?BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中的應(yīng)用

3.1?BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，利用BIM技術(shù)，技術(shù)人員就可以在參考圖紙的基礎(chǔ)上對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，利用節(jié)點(diǎn)庫和構(gòu)建庫建立一個建筑的三維模型，通過數(shù)字信息技術(shù)，錄入數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)的應(yīng)用就可以對構(gòu)建節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，并且也可以提高對工程信息的管理水平，BIM技術(shù)能夠更好地展示鋼結(jié)構(gòu)的立體模型，可以直接把鋼結(jié)構(gòu)的三維模型呈現(xiàn)出來，利用三維模型就可以模擬出施工時的真實(shí)場景，可以對施工時比較難的地方進(jìn)行反復(fù)的模擬，使得技術(shù)人員能夠根據(jù)BIM模型發(fā)現(xiàn)更多設(shè)計(jì)上的缺點(diǎn)和漏洞，及時地優(yōu)化存在的問題，這樣才能使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案更加有效，對整個工程的幫助作用更大。并且在制作增加報表時也可以利用BIM技術(shù)使工程的造價管理和施工管理透明化，利用真實(shí)的數(shù)據(jù)對管理工作進(jìn)行優(yōu)化，有效地推進(jìn)工程的進(jìn)展，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

3.2?施工成本管理

對于鋼結(jié)構(gòu)施工來說，應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件種類繁多，截面類型、構(gòu)件規(guī)格等參數(shù)不一致，加大了成本管理的難度，造價人員的工作量較大，傳統(tǒng)成本管理方式效率偏低，且易出現(xiàn)計(jì)算失誤，造成經(jīng)濟(jì)損失。針對該現(xiàn)象，在沈陽大悅城E館項(xiàng)目中，中國建筑第五工程局有限公司在鋼結(jié)構(gòu)成本管理中應(yīng)用BIM技術(shù)。在鋼結(jié)構(gòu)BIM模型構(gòu)建中，利用Tekla軟件的參數(shù)化功能，設(shè)置各個鋼構(gòu)件的尺寸、型號、規(guī)格、材料等參數(shù)，為工程量計(jì)算提供便利。在BIM模型構(gòu)建完成后，可利用軟件的報表輸出功能，將所有參數(shù)信息以Excel表格的形式輸出，保障工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性，為造價計(jì)算提供便利。

3.3?施工進(jìn)度管理

在建筑工程中，施工單位構(gòu)建4D施工進(jìn)度管理模型，開展精細(xì)化施工進(jìn)度管理工作。4D施工進(jìn)度管理模型的構(gòu)建方法如下。施工單位使用Microsoft Office Project軟件編制鋼結(jié)構(gòu)施工計(jì)劃，以mpp格式導(dǎo)出，將Tekla軟件構(gòu)建的鋼結(jié)構(gòu)實(shí)體模型以IFC格式導(dǎo)出，導(dǎo)入Navisworks軟件中，應(yīng)用軟件的Autodesk Rendering功能明確各個結(jié)構(gòu)的材質(zhì)，完成模型渲染，使模型外觀符合工程要求;再將mpp文件以數(shù)據(jù)源方式導(dǎo)入Timeliner編輯器中，明確施工計(jì)劃的層次，并為每個結(jié)構(gòu)構(gòu)件賦予時間信息、施工信息，明確其對應(yīng)的施工時間、施工信息，完成4D施工進(jìn)度模型的構(gòu)建。

3.4?BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)營階段的應(yīng)用

對于鋼結(jié)構(gòu)施工而言，運(yùn)營階段是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因?yàn)檫\(yùn)營階段的施工周期比較長，投入的成本也比較大，這就需要技術(shù)人員對運(yùn)營的維護(hù)管理進(jìn)行充分的重視，不斷對運(yùn)營管理技術(shù)進(jìn)行革新。在傳統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)工作中，對數(shù)據(jù)的采集一般都是以人工的方式進(jìn)行的，技術(shù)人員利用Excel表格對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，但是鋼結(jié)構(gòu)工程規(guī)模龐大，傳統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)技術(shù)很難滿足鋼結(jié)構(gòu)工程的要求，因此技術(shù)人員就可以運(yùn)用BIM技術(shù)，減少時效差異和數(shù)據(jù)丟失的問題，對工程期間的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，確保工程可以正常順利運(yùn)行，并且可以在確保工程質(zhì)量的前提下不斷提高施工效率。

結(jié)語：綜上所述，現(xiàn)代建筑主要采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)可以有效地增強(qiáng)建筑的穩(wěn)定性、安全性和承載力。在鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，往往會存在一些問題，針對這些問題，我們可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行解決，在鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)期間，利用BIM技術(shù)可以有效地降低工程成本，提高工程質(zhì)量和工作效率，使企業(yè)可以獲得更多的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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