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

林維銘

摘 要：目前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑的風(fēng)險(xiǎn)因素與風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)也有逐漸攀升的趨勢(shì)，因?yàn)楣こ虉D紙數(shù)量巨大、工作量較大，信息的溝通不及時(shí)，各種管理困難不斷出現(xiàn)、而建筑工程涉及主體眾多，施工周期較長(zhǎng)，在施工期間存在各種不確定要素，所以尋找新的方法改進(jìn)管理是一個(gè)必不可少的途徑。本文對(duì)BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；可視化；全壽命周期；房屋建筑；鋼結(jié)構(gòu)

一、BIM技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

為了更好的介紹BIM技術(shù)，以及為了更好的像同行業(yè)展示BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目管理中的優(yōu)勢(shì)，本文首先系統(tǒng)的梳理一下BIM技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

1、BIM的優(yōu)點(diǎn)

（1）可視化，能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)建模將鋼結(jié)構(gòu)的3D模型展示出來(lái)，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(duì)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(wèn)題。BIM也可以建立4D模型，模擬鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)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。BIM也可以建立5D模型，對(duì)施工過(guò)程中的成本加以控制，這樣可以合理的確定工程造價(jià)，并且產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（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(guò)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(duì)該項(xiàng)目的成本控制。

2、BIM的缺點(diǎn)

（1）BIM技術(shù)對(duì)電腦性能的要求比較高，如果對(duì)一個(gè)項(xiàng)目完全使用BIM來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和管理，那么需要配置性能良好的工作站，這樣需要項(xiàng)目在初期投入較大資金進(jìn)行工作站以及服務(wù)器的購(gòu)置。

（2）BIM技術(shù)在我國(guó)，相對(duì)而言還是較為不成熟的，行業(yè)內(nèi)部懂BIM技術(shù)的人才也較為匱乏，急需培養(yǎng)大量的BIM工程師。

（3）目前國(guó)內(nèi)關(guān)于BIM技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范編制相對(duì)滯后，這也是制約BIM技術(shù)發(fā)展的一個(gè)根本原因，因此需要有成體系的規(guī)范來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工和管理。

二、BIM技術(shù)在施工過(guò)程中的應(yīng)用

1、鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的難點(diǎn)

（1）鋼結(jié)構(gòu)施工工藝復(fù)雜，測(cè)量放線難度大，而且對(duì)施工的精度要求高。故傳統(tǒng)的施工方法，有時(shí)候很難滿足工程的需要。

（2）在施工過(guò)程中，容易受到環(huán)境的影響，比如熱脹冷縮對(duì)構(gòu)件下料的影響。對(duì)施工設(shè)備的要求高，如果將BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)來(lái)，可以模型現(xiàn)實(shí)中可能存在的問(wèn)題，以便后續(xù)的控制。

2、BIM在鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的應(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(guò)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(mén)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)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(lái)，能將BIM模型中可能出現(xiàn)的碰撞問(wèn)題、安全施工問(wèn)題、危險(xiǎn)源信息和成本信息通過(guò)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(duì)工程進(jìn)行監(jiān)控以及處理相應(yīng)的突發(fā)事件。

三、BIM技術(shù)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)管理

1、鋼結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)管理

1.1風(fēng)險(xiǎn)管理的階段性

以往的建筑類工程項(xiàng)目管理通常具有典型的階段特征，這一特征體現(xiàn)在風(fēng)險(xiǎn)控制領(lǐng)域就使得風(fēng)險(xiǎn)管控工作需要以不同階段的風(fēng)險(xiǎn)為管理對(duì)象，建筑施工管理人員針對(duì)具體階段的風(fēng)險(xiǎn)制定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防策略或應(yīng)對(duì)機(jī)制。

1.2風(fēng)險(xiǎn)管理的低效性

當(dāng)前，建筑結(jié)構(gòu)細(xì)化趨勢(shì)與建筑規(guī)模擴(kuò)大趨勢(shì)使得風(fēng)險(xiǎn)管理要素迅速增加，這就使得施工班組間的合作需求更為強(qiáng)烈，加強(qiáng)各個(gè)施工方面與管理人員的溝通和合作成為必然。在以往的建筑工程施工中，通常選擇紙質(zhì)文件作為溝通介質(zhì)，這就使得風(fēng)險(xiǎn)管理效率低下，導(dǎo)致管理效果不佳。

1.3風(fēng)險(xiǎn)管理的片面性

工程風(fēng)險(xiǎn)廣泛存在于讀個(gè)施工進(jìn)程和施工方面之中，所以其管理必須遵循整體性與系統(tǒng)性的原則來(lái)展開(kāi)。但是受到信息數(shù)量、質(zhì)量限制和個(gè)體處理問(wèn)題能力限制的影響，風(fēng)險(xiǎn)管理者很難對(duì)風(fēng)險(xiǎn)要素進(jìn)行一個(gè)完整的把握，綜合效果不佳，間接影響到了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的及時(shí)性與準(zhǔn)確性。

1.4風(fēng)險(xiǎn)管理的被動(dòng)性

綜合上述三點(diǎn)，在傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)踐中，風(fēng)險(xiǎn)管理整體性缺位，風(fēng)險(xiǎn)管理效率較低，難以做到對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的有效預(yù)測(cè)，使得風(fēng)險(xiǎn)管理處于被動(dòng)的局面，無(wú)法實(shí)施主動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)管理，也就不能發(fā)揮出風(fēng)險(xiǎn)管理的功能。

四、BIM技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)管理

1、決策階段

BIM可以應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)管理的多個(gè)階段，其在決策階段的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)提供方案的可行性分析及不同方案的對(duì)比分析，以判斷最優(yōu)方案。通過(guò)可視化分析展示工程設(shè)計(jì)，BIM可以按照用戶提供數(shù)據(jù)，構(gòu)建分析模型，實(shí)施對(duì)方案的完整分析，并且發(fā)現(xiàn)其潛在風(fēng)險(xiǎn)，明確成本控制，將這些信息以一定的方式呈現(xiàn)出來(lái)，輔助決策。

2、設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)階段中，利用BIM技術(shù)可以搭建目標(biāo)建筑的主體模型和具體的電氣、管道系統(tǒng)的模型，繼而展示出整體的組合模型，這一技術(shù)的一個(gè)典型優(yōu)勢(shì)就是在面對(duì)工程變動(dòng)時(shí)，可以在子模型中實(shí)施修改，這樣就可以在很大程度上減少工作量。而利用模擬碰壁分析技術(shù)則可以解決那些圖紙無(wú)法解決的部分，依據(jù)報(bào)告審核完成有關(guān)修改，降低后期修改的可能。

3、施工階段

在施工階段，選擇BIM技術(shù)可以充分利用其共享功能，加強(qiáng)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工方、監(jiān)理人員等多個(gè)項(xiàng)目方的交流。BIM技術(shù)還可以將建筑模型和施工時(shí)間融合起來(lái)構(gòu)建一個(gè)四維模型，實(shí)現(xiàn)施工可視，有利于把握施工進(jìn)度。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上面的分析，可以得到如下結(jié)論：

（1）BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)施工中，具有可視化、協(xié)調(diào)性強(qiáng)和模型準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可以方便施工管理，但是目前BIM專業(yè)技術(shù)人才偏少，有必要加強(qiáng)對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)和培訓(xùn)。

（2）鋼結(jié)構(gòu)施工比傳統(tǒng)的混凝土施工復(fù)雜，所以在目前的施工中，存在很多問(wèn)題，較難對(duì)工程的質(zhì)量進(jìn)行把控。

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