BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用點(diǎn)的選擇

劉桐宇

（甘肅第四建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730060）

1 BIM技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)工程施工現(xiàn)狀

在進(jìn)行日常設(shè)計(jì)與施工的過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)不同程度的問(wèn)題，設(shè)計(jì)內(nèi)容不具備可靠性與可行性，在安全系數(shù)方面無(wú)法滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)施工質(zhì)量無(wú)法滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。為了避免類(lèi)似的情況出現(xiàn)，施工單位在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程施工的過(guò)程中，需要利用較為先進(jìn)的BIM技術(shù)，通過(guò)信息化手段完成鋼結(jié)構(gòu)工程的管理，確保監(jiān)督工作能夠得到有效落實(shí)，并降低外界風(fēng)險(xiǎn)所帶來(lái)的干擾與阻礙，這樣不但能夠提高施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，降低風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于行業(yè)發(fā)展也會(huì)帶來(lái)積極的影響。

2 鋼結(jié)構(gòu)工程施工中的技術(shù)難點(diǎn)

2.1 在復(fù)雜施工條件下安裝方案選擇困難

以應(yīng)用角度來(lái)分析，鋼結(jié)構(gòu)由于本身所涉及的范圍內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜，在專(zhuān)業(yè)性上要求較為嚴(yán)格，很容易會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似高空焊接的危險(xiǎn)工序，同時(shí)存在著不同類(lèi)型的作業(yè)需求，需要施工人員依照實(shí)際情況開(kāi)展交叉作業(yè)，進(jìn)而來(lái)確保后續(xù)工作能夠順利開(kāi)展。正因如此，施工單位在進(jìn)行施工方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，便需要依照施工進(jìn)程、施工周期要求、經(jīng)濟(jì)性建設(shè)需求以及安全效率，從不同角度進(jìn)行多層次的因素分析，進(jìn)而來(lái)確保施工內(nèi)容能夠順利開(kāi)展。但是，就目前來(lái)看，我國(guó)施工單位在開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)工程施工的過(guò)程中，很容易發(fā)生施工條件復(fù)雜的情況，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)安裝方案選擇困難，所起到的效果也不盡如人意。

2.2 構(gòu)件數(shù)量大，信息難以統(tǒng)計(jì)

與其他建筑工程相比，鋼結(jié)構(gòu)工程本身所涉及的構(gòu)件在數(shù)量上相對(duì)較多，使得整個(gè)建筑工程施工工程總量相對(duì)較大。在傳統(tǒng)的施工模式中，施工單位往往會(huì)以文本形式為基礎(chǔ)開(kāi)展相應(yīng)的資料記錄與管理的過(guò)程中，在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，便會(huì)發(fā)生信息缺失或者遺漏的情況，使得整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量無(wú)法滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)的施工內(nèi)容也會(huì)因此受到較為不利的影響。究其原因，是因?yàn)槭┕挝徊](méi)有依照鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行技術(shù)手段的優(yōu)化與調(diào)整，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)信息監(jiān)管工作無(wú)法順利開(kāi)展，施工進(jìn)程也會(huì)因此受到較為不利的影響。

3 BIM技術(shù)特點(diǎn)

3.1 可視性

相較于傳統(tǒng)的施工模式，BIM技術(shù)的存在具有極強(qiáng)的可視性特征，能夠幫助施工單位在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行施工內(nèi)容的管理，通過(guò)相關(guān)的技術(shù)特性來(lái)提高施工精度，并對(duì)傳統(tǒng)的施工模式進(jìn)行全方位地優(yōu)化，人員的施工效率也能夠得到有效保障。其中，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，還能夠?qū)崿F(xiàn)三維板塊的技術(shù)化操作，所要花費(fèi)的人力成本相對(duì)減少，在效率上也能夠滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，使得整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程施工效率滿足要求，對(duì)于施工單位自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。

3.2 經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性是整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程施工過(guò)程中極為重要的特性，施工單位在進(jìn)行工程管理的過(guò)程中，會(huì)涉及材料的應(yīng)用工作。在傳統(tǒng)的施工模式中，往往會(huì)出現(xiàn)以次充好或者是材料質(zhì)量無(wú)法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的情況，使得整個(gè)工程安全受到不利的影響，人員的生命健康安全也很難得到有效保障。相比之下，BIM技術(shù)能夠?qū)Ξ?dāng)前市場(chǎng)材料進(jìn)行集成化管理，通過(guò)信息技術(shù)完成相應(yīng)的判斷與分析工作，這樣不但能夠有效降低成本支出，對(duì)于施工單位自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也能夠得到積極的促進(jìn)作用。

4 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程施工中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 細(xì)化設(shè)計(jì)和深化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)φ麄€(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化與深化處理，加強(qiáng)人員對(duì)細(xì)節(jié)部位的管控力度，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)軟件的操作，來(lái)提高整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)拼裝工作的可靠性，縮短施工時(shí)間，對(duì)于整個(gè)建筑工程質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。與傳統(tǒng)的施工手段相比，由BIM技術(shù)所生成的設(shè)計(jì)圖不但具有極高的精密性，在安全性方面也能夠達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，施工單位在進(jìn)行施工作業(yè)的過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行施工維護(hù)方案的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，通過(guò)合理的手段完成信息數(shù)據(jù)的錄入，以此來(lái)完成鋼結(jié)構(gòu)模型的維度生成，進(jìn)而來(lái)滿足施工單位的建設(shè)需求。

在這一過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員能夠依照自身的實(shí)際需求來(lái)完成建模視角的調(diào)整，以此來(lái)明確整個(gè)建筑工程中所存在的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，同時(shí)，系統(tǒng)所具備的自動(dòng)糾錯(cuò)系統(tǒng)也會(huì)同步運(yùn)行，以此來(lái)幫助施工人員進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低地基錯(cuò)誤所帶來(lái)的不利影響，并為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)，等到建模的實(shí)際質(zhì)量滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)后，便可以進(jìn)行生成功能進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙的生成工作。相較于平面CAD技術(shù)，BIM技術(shù)無(wú)論是施工質(zhì)量還是施工效率都具有更為明顯的優(yōu)勢(shì)，加上功能多樣性，能夠滿足不同狀態(tài)下的建筑工程施工需求，對(duì)于施工單位自身的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展而言也會(huì)產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)施工的加工制造環(huán)節(jié)

與機(jī)械制造模式相比，鋼結(jié)構(gòu)工程所涉及的加工無(wú)論是制造階段還是生產(chǎn)管理階段，大多需要人工來(lái)進(jìn)行干預(yù)與管理，通過(guò)合理的手段完成圖紙的校驗(yàn)工作，并依照實(shí)際情況進(jìn)行加工流程的優(yōu)化，確保監(jiān)督施工工藝能夠滿足工程需求。但是，由于管理手段的匱乏，技術(shù)規(guī)范的缺失，人員綜合能力的不足，使得經(jīng)常發(fā)生管理混亂的情況，主觀性誤差明顯，進(jìn)而導(dǎo)致施工單位自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到較為不利的影響，整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量也很難滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。為了避免類(lèi)似的情況出現(xiàn)，施工單位在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程化施工的過(guò)程中，需要利用智能化技術(shù)，以此來(lái)完成生產(chǎn)管理系統(tǒng)的構(gòu)建，這就涉及BIM技術(shù)的存在。與其他技術(shù)相比，BIM技術(shù)本身所具備的特性能夠有效提高施工單位的信息處理速度，并通過(guò)儲(chǔ)存功能來(lái)完成不同施工工序的管理，以此來(lái)為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。通過(guò)BIM技術(shù)特性的應(yīng)用，施工單位還能夠利用終端操作完成信息的讀取與處理，這樣不但能夠有效降低信息滯后現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)還能夠?qū)ιa(chǎn)和數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的反饋，對(duì)于整個(gè)施工質(zhì)量而言也會(huì)產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用。

5 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

5.1 輔助施工現(xiàn)場(chǎng)平面規(guī)劃

BIM技術(shù)的出現(xiàn)，能夠?qū)Ξ?dāng)前現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平面規(guī)劃與引導(dǎo)，并結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)開(kāi)展相應(yīng)的場(chǎng)地模型構(gòu)建，以此來(lái)確保建筑施工質(zhì)量能夠滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)零部件安裝的過(guò)程中，相關(guān)人員需要依照BIM技術(shù)所提供的模型演化進(jìn)行相應(yīng)的施工作業(yè)，并對(duì)構(gòu)件開(kāi)展合理的堆放，使其處于最佳狀態(tài)，而后再利用BIM=技術(shù)所具備的模擬性完成運(yùn)輸路線的規(guī)劃，提高構(gòu)件制作的穩(wěn)定性，進(jìn)而來(lái)確?，F(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量能夠滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)后續(xù)的工作及其發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。不僅如此，施工單位還能夠利用BIM技術(shù)來(lái)完成模型的構(gòu)建與優(yōu)化，使得整個(gè)工程用電預(yù)留管理工作滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，降低土地資源的使用量，減少設(shè)施投資，以此來(lái)確保整個(gè)資源浪費(fèi)現(xiàn)象能夠得到有效管控。

5.2 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)

對(duì)于施工單位而言，可以通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的可視化特征完成鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)與處理，在這一過(guò)程中，需要施工人員利用軟件來(lái)完成碰撞信息的設(shè)定與規(guī)劃，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行管線的布設(shè)，并生成相應(yīng)的碰撞報(bào)告，這樣不但能夠有效降低成本支出，同時(shí)還能夠?qū)φ麄€(gè)工程的安全性產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。通常情況下，相關(guān)人員在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，所涉及的工藝階段分為四部分，分別為：有關(guān)建筑實(shí)體模型的生成、工藝技術(shù)的優(yōu)化、模型安全性的審核以及設(shè)計(jì)圖紙的深化與生成。

施工人員可以通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，完成各機(jī)構(gòu)模型的構(gòu)建與合并處理，并依照機(jī)電預(yù)留預(yù)埋方式來(lái)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)性的核對(duì)，利用技術(shù)特性判斷是否存在著鋼結(jié)構(gòu)沖突的情況，在構(gòu)件的尺寸數(shù)據(jù)上是否存在著偏差現(xiàn)象，預(yù)埋位置能否滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)問(wèn)題開(kāi)展針對(duì)性的處理，以此來(lái)提高施工效率，降低風(fēng)險(xiǎn)因素的干擾，并為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

比如說(shuō)，當(dāng)施工單位在進(jìn)行BIM技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)和底板結(jié)構(gòu)的核心筒鋼筋產(chǎn)生了沖突問(wèn)題，且位置關(guān)系不滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，便可以及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，以此來(lái)確?，F(xiàn)場(chǎng)指揮工作能夠順利開(kāi)展。

在進(jìn)行精度管理的過(guò)程中，也會(huì)涉及BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)內(nèi)容，在這一階段，施工單位會(huì)將整個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化管控，通過(guò)對(duì)構(gòu)件加工方式的管控，增強(qiáng)局部應(yīng)用水平，并對(duì)整個(gè)構(gòu)件運(yùn)輸過(guò)程開(kāi)展針對(duì)性作業(yè)，進(jìn)而來(lái)確保整個(gè)工程質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，人員的生命健康安全也能夠得到有效保障。

圖1 基礎(chǔ)底板核心筒鋼筋與鋼結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系（截圖）

5.3 輔助施工資源管理

對(duì)于施工單位而言，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)管理的過(guò)程中，會(huì)涉及BIM模型的應(yīng)用與管理，通過(guò)合理的手段進(jìn)行工程信息的集成化管控，并利用三維技術(shù)來(lái)完成進(jìn)度內(nèi)容的優(yōu)化與升級(jí)，并將所存在的空間信息與實(shí)踐信息進(jìn)行有效整合，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)四維模型的構(gòu)建，并提高該模型的可視性與穩(wěn)定性，從而來(lái)滿足鋼結(jié)構(gòu)工程施工的各方面要求。

與傳統(tǒng)的技術(shù)手段相比，4D模型無(wú)論是在精度還是可靠性上都有著極為明顯的優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行實(shí)際操作的過(guò)程中，能夠依照工程進(jìn)度開(kāi)展較為精準(zhǔn)的分割與管理，并對(duì)不同階段中所產(chǎn)生的參數(shù)變化進(jìn)行有效的管控，以此來(lái)確保資金用量能夠滿足施工要求，管理人員能夠通過(guò)對(duì)施工進(jìn)度模擬模型的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)輔助工作，這樣不但能夠有效降低進(jìn)度計(jì)劃的不合理性，同時(shí)還能夠及時(shí)開(kāi)展糾偏作業(yè)，使得整個(gè)工程質(zhì)量滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。在這一過(guò)程中，施工單位可以利用思維模型來(lái)完成進(jìn)度的質(zhì)量控制，依照施工進(jìn)程以及流水段的分布來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容的調(diào)整，并利用交叉作業(yè)的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行工序流程的優(yōu)化，使得整個(gè)工序更為緊密，在效率上也能夠得到有效提升。對(duì)于施工單位而言，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，不但能夠有效降低成本，同時(shí)還能夠滿足能源分配方面的需求，對(duì)于其后續(xù)發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。

5.4 鋼結(jié)構(gòu)拼裝動(dòng)態(tài)模擬

利用BIM技術(shù)對(duì)鋼構(gòu)件的拼裝流水作業(yè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，通過(guò)動(dòng)畫(huà)視頻的形式（圖2）進(jìn)行技術(shù)交底，可使施工人員直觀學(xué)習(xí)并掌握鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)安裝動(dòng)畫(huà)（截圖）

通過(guò)BIM深化模型，三維展現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)的施工情況，對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行管理，優(yōu)化施工任務(wù)，合理劃分吊裝施工流水段，輔助管理人員的決策更加契合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。

6 結(jié)論

綜上所述，BIM技術(shù)的存在，對(duì)于我國(guó)建筑行業(yè)有著極為重要的作用，同時(shí)也是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程施工中不可或缺的內(nèi)容之一，通過(guò)開(kāi)展BIM技術(shù)，不斷能夠有效降低外界因素的干擾，提高風(fēng)險(xiǎn)管控力度，同時(shí)還能夠滿足施工單位的經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，使得整個(gè)工程質(zhì)量滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。