鋼結(jié)構(gòu)施工及風(fēng)險(xiǎn)管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用

金禮 于岳

一、BIM技術(shù)概述

BIM的核心在于創(chuàng)建信息模型，此項(xiàng)工作的實(shí)現(xiàn)依托于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，可全面整合各類建筑工程信息，創(chuàng)建模型并為相關(guān)單位的日常工作提供指導(dǎo)，達(dá)到提升施工效率、深化管理質(zhì)量的效果。鋼結(jié)構(gòu)工程中，通過對(duì)BIM技術(shù)的靈活運(yùn)用，可提升設(shè)計(jì)方案的可行性，確保施工質(zhì)量，且BIM技術(shù)提供了一系列實(shí)用性工具，讓數(shù)據(jù)共享效率得以提升。

二、鋼結(jié)構(gòu)工程存在的問題

1.鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜

縱觀現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展?fàn)顩r，普遍通過AutoCAD展開設(shè)計(jì)工作，此方式在現(xiàn)代化工程中的適應(yīng)性明顯不足，工作效率偏低，存在工作量較大的問題。若遇到復(fù)雜曲線的設(shè)計(jì)工作，必須在三維軟件的支持下完成；深度設(shè)計(jì)中，若因施工需求發(fā)生變更，修改時(shí)將面臨巨大的工作量，明顯加重員工的工作負(fù)荷；絕大部分工作并不具備實(shí)際意義，僅是重復(fù)性的機(jī)械化工作，人員的投入與產(chǎn)出不成正比。與此同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)自身就具有復(fù)雜性，含大量的節(jié)點(diǎn)，因此AutoCAD這一傳統(tǒng)方式難以滿足工程需求。

2.信息交叉多，協(xié)同作業(yè)難

鋼結(jié)構(gòu)施工具有系統(tǒng)性，含多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，為創(chuàng)造完整的結(jié)構(gòu)體系，必然會(huì)存在各專業(yè)交叉施工的情況，此環(huán)節(jié)伴隨明顯的信息交叉現(xiàn)象；對(duì)于設(shè)計(jì)單位而言，要全面顧及各專業(yè)的技術(shù)要點(diǎn)，各設(shè)計(jì)單位要緊密協(xié)作，創(chuàng)建信息高度共享的途徑，針對(duì)信息做出系統(tǒng)性評(píng)估，從中發(fā)現(xiàn)問題并解決。而上述工作普遍采取的是紙質(zhì)資料傳遞信息的方式，效率偏低，且信息的可靠性無法得到保證，加大了鋼結(jié)構(gòu)工程的工作難度。

3.不確定因素多

從現(xiàn)階段建筑工程發(fā)展?fàn)顩r來看，存在工期長(zhǎng)、工作量較大的特點(diǎn)，因此項(xiàng)目實(shí)施難度偏大，存在大量不可控因素。例如，施工人員對(duì)于設(shè)計(jì)圖的認(rèn)知不夠深入，未掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)；審查工作未落實(shí)到位便盲目施工；信息傳遞效率不高，各單位之間存在信息協(xié)同性欠佳的問題，隨之出現(xiàn)工期延誤現(xiàn)象；現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境惡劣，不利于正常施工作業(yè)。總體上，建筑工程各環(huán)節(jié)都存在大量的不確定因素，加大了風(fēng)險(xiǎn)管理難度。

三、BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

1.動(dòng)態(tài)建模

BIM系統(tǒng)提供了豐富的工具，數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了完善的信息，如各類構(gòu)件的規(guī)格、應(yīng)用場(chǎng)所等，根據(jù)需求調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)，可創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)模型，即各類零件模型，將其組合后將形成整體化模型。

2.參數(shù)化設(shè)計(jì)

在BIM技術(shù)的支持下，各項(xiàng)功能都經(jīng)過參數(shù)化處理，為用戶提供了便捷化操作環(huán)境，輸入尺寸數(shù)據(jù)后便可自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選信息，獲得與鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，從而創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)。若截面形狀等參數(shù)變化，節(jié)點(diǎn)將自動(dòng)發(fā)生改變。此外，考慮到鋼結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的特點(diǎn)，而數(shù)據(jù)庫(kù)的信息相對(duì)有限，為用戶提供了自定義功能，可根據(jù)需求創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

3.可視化應(yīng)用

依托于可視化管理功能，突破了傳統(tǒng)施工管理的局限性，為管理者提供更便捷的操作環(huán)境，可及時(shí)分享工程信息。建模過程中，鋼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可導(dǎo)入軟件中，與之相對(duì)應(yīng)的模型信息則會(huì)自動(dòng)變化，即具備雙向關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)。此時(shí)，用戶可分析可視化模型，將其與實(shí)際進(jìn)度情況對(duì)比分析，針對(duì)不足之處做出調(diào)整。

4.信息共享管理

BIM技術(shù)提供了高效的追蹤功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)操作者及其具體工作的全程追蹤，及時(shí)獲得數(shù)據(jù)信息，有助于工程人員更準(zhǔn)確地掌握各階段耗時(shí)情況，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建施工效率模型。對(duì)于管理者而言，可更為高效地提取數(shù)據(jù)。

四、BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用

1.施工階段的風(fēng)險(xiǎn)管理

鋼結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜度較高，因此風(fēng)險(xiǎn)管理尤為關(guān)鍵，相關(guān)管理者應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，準(zhǔn)確認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)，采取科學(xué)的處理措施。要求管理工作具有連續(xù)性，可貫穿至各施工環(huán)節(jié)。

（1）風(fēng)險(xiǎn)管理的階段性

根據(jù)建筑項(xiàng)目特點(diǎn)，可劃分為多個(gè)施工階段，與之相對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理也具有階段性的特點(diǎn)。對(duì)于管理者而言，需從各階段實(shí)際情況出發(fā)，生成風(fēng)險(xiǎn)決策模型，但實(shí)際工作中風(fēng)險(xiǎn)的反饋機(jī)制適應(yīng)性不足，參與方之間溝通效率偏低。

（2）風(fēng)險(xiǎn)管理的低效性

建筑工程集多個(gè)項(xiàng)目于一體，含大量風(fēng)險(xiǎn)因素，因此風(fēng)險(xiǎn)管理工作必須建立在信息高效溝通的前提下。傳統(tǒng)管理模式中，信息傳遞普遍通過紙質(zhì)文檔實(shí)現(xiàn)，或是口頭層面的闡述，致使風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)程緩慢，出現(xiàn)低效的特點(diǎn)。

（3）風(fēng)險(xiǎn)管理的增效作用

在傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管理工作中，工作人員過渡局限于單一因素所帶來的影響結(jié)果，缺乏對(duì)多項(xiàng)因素的全方位考慮。但從實(shí)際情況來看，各類因素將產(chǎn)生相互作用，一旦缺乏風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)性分析，極容易引發(fā)嚴(yán)重后果。

（4）風(fēng)險(xiǎn)管理的被動(dòng)性

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管理工作中易出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素被忽略的情況，即管理者主觀選擇發(fā)揮出主導(dǎo)作用，若缺乏周到的考慮，易出現(xiàn)超出意料的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)管理被動(dòng)的局面。

2.BIM技術(shù)在風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用

（1）決策階段

建筑項(xiàng)目始于決策階段，業(yè)主對(duì)各類方案對(duì)比分析，篩選出最佳方案。利用BIM技術(shù)提供的可視化功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類方案的對(duì)比分析，總結(jié)風(fēng)險(xiǎn)因素并明確各自的影響程度，以此為依據(jù)生成管理決策。通過BIM技術(shù)平臺(tái)，各參與方可將信息及時(shí)傳遞至決策方，篩選出最為可行的方案。

（2）設(shè)計(jì)階段

BIM技術(shù)中，三維模型含豐富的信息，將其關(guān)聯(lián)后可構(gòu)建完整的建筑項(xiàng)目，若存在修改需求，與之相關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化變更，提升了信息更新效率，并減少工作量。除此之外，三維模型還提供了碰撞模擬的功能，設(shè)計(jì)人員可針對(duì)管線做合理地調(diào)整，以減少后續(xù)維護(hù)工作量，此項(xiàng)功能解決了二維圖紙難以有效處理碰撞問題的痛點(diǎn)。關(guān)于整個(gè)模擬過程，具體為：建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、管道模型、電氣模型→BIM模型→碰撞分析→分析報(bào)告→報(bào)告審核→模型修改。

（3）施工階段

BIM技術(shù)為用戶提供了信息共享功能，為業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位創(chuàng)造了高效溝通途徑，可達(dá)到數(shù)據(jù)高效傳遞與交流的效果。而在傳統(tǒng)方式下，溝通效率則明顯偏低。關(guān)于兩種方式的對(duì)比，具體如下圖所示。

溝通方式對(duì)比

此外，BIM技術(shù)還具備聯(lián)動(dòng)施工進(jìn)度的能力，即在三維模型的基礎(chǔ)上融入時(shí)間這一因素，以此創(chuàng)建4D模型，更為精準(zhǔn)地反映施工進(jìn)度。在4D模型的支持下，可將動(dòng)態(tài)化跟蹤覆蓋至各類施工資源中，高效捕捉設(shè)計(jì)變更等問題，以便針對(duì)不足之處做出調(diào)整。

五、結(jié)語

綜上所述，在傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)施工的基礎(chǔ)上引入BIM技術(shù)后，可提升施工流程的規(guī)范性，為建模、信息跟蹤與共享等工作提供高效平臺(tái)，成為風(fēng)險(xiǎn)管理的有力工具。因此，在類似的鋼結(jié)構(gòu)施工中，BIM技術(shù)值得被采用，具有較好的應(yīng)用前景。