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

趙傳輝 山東聊建集團(tuán)有限公司部室經(jīng)理、高級(jí)工程師

BIM（Building Information Modeling）是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在已成為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要核心技術(shù)。利用BIM 技術(shù)能減少建筑施工中不同工種和專業(yè)的磨合時(shí)間，讓他們相互之間的配合更加默契，從而能大幅度提升建筑施工的工業(yè)化程度，同時(shí)可以對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的全壽命周期進(jìn)行健康預(yù)測(cè)。因此，研究BIM 技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和缺陷

為了研究在建筑鋼結(jié)構(gòu)中采用BIM 技術(shù)的意義，有必要了解BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和缺陷。

1.1 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)首先表現(xiàn)在可視化上。通過(guò)信息化技術(shù)輔助專業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件，可以把鋼結(jié)構(gòu)中的模型通過(guò)3D 的形式展示出來(lái)，這種3D 模型直觀性較強(qiáng)，能看到鋼結(jié)構(gòu)施工中的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部構(gòu)件，顯示出構(gòu)件和構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)。利用BIM 技術(shù)能清晰地展示出鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)部分的細(xì)節(jié)和一些不容易觀察到的隱蔽細(xì)節(jié)，因此可以讓建筑工程師很方便地進(jìn)行修改。

其次，采用BIM 技術(shù)能模擬項(xiàng)目管理的3D、4D 甚至5D 模型，利用BIM 技術(shù)建立的3D 模型可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和連接進(jìn)行詳細(xì)的檢查。同時(shí)，利用模型可以發(fā)現(xiàn)建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中可能會(huì)遇到的一些問(wèn)題。BIM 技術(shù)也可以構(gòu)建4D 模型，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中構(gòu)件吊裝以及確定科學(xué)的施工計(jì)劃進(jìn)行模擬，這樣能更準(zhǔn)確地對(duì)項(xiàng)目的施工方案進(jìn)行確定。BIM技術(shù)同時(shí)可以構(gòu)建5D 模型。該模型可以對(duì)建筑工程施工的成本進(jìn)行科學(xué)合理的控制，從而節(jié)約建筑鋼結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)，讓建筑企業(yè)的成本有所降低，效益有所提升。

最后，利用BIM 技術(shù)能優(yōu)化工程項(xiàng)目，同時(shí)該技術(shù)本身所具有的良好協(xié)調(diào)性也讓建筑鋼結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行交互，優(yōu)化項(xiàng)目的完成。由于不需要太多的時(shí)間進(jìn)行專業(yè)的整合，各個(gè)業(yè)務(wù)部門之間的磨合期縮短，因此可以極大地縮短施工工期，同時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的一些隱患，提升工程的安全性。通過(guò)合理地安排施工進(jìn)度、進(jìn)行人員配備，可以讓項(xiàng)目的施工成本得到有效的控制。

1.2 BIM 技術(shù)的缺陷

BIM 技術(shù)本身是建筑工程領(lǐng)域的一項(xiàng)科學(xué)的技術(shù)。但是一個(gè)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目全部采用BIM 技術(shù)來(lái)進(jìn)行管控，那就需要對(duì)工作站進(jìn)行優(yōu)化配置。同時(shí)，BIM 技術(shù)在前期需要大量的資金投入，這對(duì)建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的成本支出。BIM 技術(shù)由于在我國(guó)起步較晚，發(fā)展還沒(méi)有特別的成熟，尤其是在建筑工程行業(yè)內(nèi)部還沒(méi)有專業(yè)的BIM 技術(shù)人才，存在工程師匱乏的問(wèn)題。另外，國(guó)內(nèi)對(duì)于BIM 技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這些都制約了BIM 技術(shù)的發(fā)展，因此，必須制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和體系來(lái)對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和管理進(jìn)行規(guī)范。

2 BIM 技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中存在一系列技術(shù)難點(diǎn)，首先是鋼結(jié)構(gòu)施工工藝要求比較嚴(yán)格，對(duì)于測(cè)量放線的要求難度較大，而且需要較高的精準(zhǔn)度，因此傳統(tǒng)的施工方法很難辦到。鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程也會(huì)受到環(huán)境的影響，施工溫度帶來(lái)的熱脹冷縮對(duì)構(gòu)件下料有直接的影響，而且對(duì)于施工設(shè)備的要求也比較高。因此，在施工中采用BIM 技術(shù)，可以利用模型模擬現(xiàn)實(shí)中存在的問(wèn)題，從而更好地進(jìn)行控制。

將BIM 技術(shù)應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)施工中，首先要進(jìn)行BIM 信息管理框架的搭建，這樣才可以進(jìn)行整個(gè)生命周期的信息管理，讓勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和質(zhì)檢部門能有效地進(jìn)行信息溝通。傳統(tǒng)的項(xiàng)目成本測(cè)算采用的是工程概預(yù)算方式，不但浪費(fèi)時(shí)間，而且準(zhǔn)確性較差。而采用BIM 技術(shù)就可以構(gòu)建信息管理模型，然后將材料費(fèi)、人工費(fèi)加入計(jì)算，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程量的管理，從而確保整個(gè)工程計(jì)算的準(zhǔn)確性。BIM 中的NavisWork 能為工程建設(shè)提供漫游服務(wù)，同時(shí)對(duì)施工中存在的具體問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，然后提供更好的方案，避免施工過(guò)程中存在一些危險(xiǎn)因素，確保施工安全。鋼結(jié)構(gòu)施工是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，如鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、管道和設(shè)備在施工中很容易發(fā)生碰撞，通過(guò)NavisWork 可以方便地對(duì)空間內(nèi)的各種位置進(jìn)行合理的布局，從而讓施工變得更加容易。BIM 建立的信息模型也可以通過(guò)軟件與手持終端進(jìn)行連接，可以實(shí)時(shí)對(duì)模型中有可能出現(xiàn)的構(gòu)件和管道碰撞問(wèn)題、安全施工問(wèn)題以及存在的一些潛在危險(xiǎn)因素通過(guò)信號(hào)傳輸?shù)焦こ處煹氖种?，工程師可以及時(shí)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)一些緊急事件進(jìn)行處理。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM 技術(shù)應(yīng)用到建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，可以讓工程項(xiàng)目施工更加方便、準(zhǔn)確，更好地進(jìn)行科學(xué)化管理。但是，目前BIM 技術(shù)人才短缺，因此要加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人才的培訓(xùn)，不斷提升鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。