摘 要：大型鋼結(jié)構(gòu)作為一種不可忽略的重要形式，是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。闡述BIM技術(shù)的特征，分析BIM技術(shù)應(yīng)用在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中的優(yōu)勢，重點(diǎn)探究BIM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)工程中智能建造的應(yīng)用，為提高大型鋼結(jié)構(gòu)施工單位決策能力和管理水平提供幫助，確保大型鋼結(jié)構(gòu)建筑建造的有序運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；大型鋼結(jié)構(gòu)；智能建造

0 引言

目前，混凝土澆筑施工已逐步采用大型鋼結(jié)構(gòu)。BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是一種較為有效的輔助工具，對整個(gè)大型鋼結(jié)構(gòu)的施工有很好的改善作用，具有很高的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。BIM技術(shù)在工程實(shí)踐中的運(yùn)用，可以有效地壓縮成本資金、減少工程建設(shè)中出現(xiàn)的許多變更問題。大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展不僅要有高素質(zhì)的施工人員，還要注意采用先進(jìn)的技術(shù)，才能達(dá)到預(yù)期的效果。

1BIM技術(shù)的特征

BIM技術(shù)是一種數(shù)字化工具，用于表示建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備的物理和功能特性。它通過創(chuàng)建三維模型來管理建筑項(xiàng)目中的信息。該模型可在項(xiàng)目整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)時(shí)更新，確保所有相關(guān)人員都能獲取最新信息。

BIM技術(shù)的應(yīng)用可以提高建筑項(xiàng)目的效率、準(zhǔn)確性和協(xié)同工作能力，降低錯(cuò)誤和浪費(fèi)，并優(yōu)化資源利用。它不僅改變了建筑行業(yè)的工作方式，還為可持續(xù)設(shè)計(jì)和施工、設(shè)施管理等提供了強(qiáng)大支持。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM正在為更智能、更綠色的建筑未來奠定基礎(chǔ)。

1.1 優(yōu)化性

以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)建立的三維模型能有效地克服建設(shè)過程中遇到的困難。BIM技術(shù)模型中蘊(yùn)含了建筑工程的幾何信息與物理信息。在該技術(shù)的輔助下，對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行實(shí)際搭建，不僅可對工程項(xiàng)目施工建設(shè)中的設(shè)計(jì)、施工以及生產(chǎn)加工等環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，對安裝等多個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析，還可對建筑工程結(jié)構(gòu)層面設(shè)計(jì)方案、施工作業(yè)方案、質(zhì)量管控等多個(gè)方面進(jìn)行綜合優(yōu)化，從而增強(qiáng)施工作業(yè)效果[1]。

1.2 可視化

基于BIM技術(shù)的模型構(gòu)建能夠?yàn)閺臉I(yè)人員呈現(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)信息，相關(guān)信息建立在直觀、簡便、高效的表達(dá)基礎(chǔ)之上，“所見即所得”。同時(shí)可有效地減少或者避免錯(cuò)誤情況發(fā)生，加強(qiáng)其精準(zhǔn)程度。

以BIM技術(shù)可視化特征為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)工作者不需要以想象為基礎(chǔ)來構(gòu)圖，并且能夠及時(shí)彌補(bǔ)設(shè)計(jì)圖紙中的缺陷，提前預(yù)防工程中出現(xiàn)的不足。

1.3 模擬性

將BIM技術(shù)運(yùn)用到鋼結(jié)構(gòu)建筑工程施工建設(shè)當(dāng)中，能夠?qū)θ渴┕きh(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。管理工作者按照仿真得出的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行施工，制定應(yīng)急措施，有助于降低可能發(fā)生的事故，推動現(xiàn)代化施工技術(shù)的運(yùn)用。

BIM技術(shù)可以直觀地顯示三維立體圖像，綜合模擬建筑工程項(xiàng)目中的景觀、日照和噪聲等多種因素。在科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展下，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)四維和五維影像的綜合仿真。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑智能建造中的優(yōu)勢

基于BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的具體運(yùn)用，可以將數(shù)據(jù)庫信息，三維模型等充分結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)對建筑工程項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場狀況的直觀展示，并模擬建筑工程周圍的狀態(tài)。應(yīng)用BIM技術(shù)有助于項(xiàng)目內(nèi)所有部門溝通協(xié)作，有效控制工程進(jìn)度，合理地進(jìn)行施工成本調(diào)控，提升建筑質(zhì)量。

2.1 有助于項(xiàng)目內(nèi)所有部門溝通協(xié)作

工程項(xiàng)目具備較多部門與環(huán)節(jié)，只有多專業(yè)相互交叉，相互配合，才可以讓工程項(xiàng)目的各個(gè)方面都達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。在工程項(xiàng)目中，有許多專業(yè)都是分包的，而且分工十分細(xì)致，只有對施工現(xiàn)場進(jìn)行準(zhǔn)確的配合，才能保證項(xiàng)目的正常進(jìn)行。

BIM技術(shù)可以很好地解決項(xiàng)目內(nèi)所有部門溝通協(xié)作問題，它具有統(tǒng)一的規(guī)范，如果在設(shè)計(jì)階段發(fā)生了沖突，可以通過建模來進(jìn)行比較和仿真，最終確定最佳解決方案，大大減少了內(nèi)部溝通協(xié)作時(shí)間，提高工程效率[2]。

2.2 有效控制工程進(jìn)度

與傳統(tǒng)形式相比，大型鋼結(jié)構(gòu)建筑工程在現(xiàn)場建設(shè)之前，需將建筑工程的整體結(jié)構(gòu)拆分為許多獨(dú)立單元，在現(xiàn)場建設(shè)至相應(yīng)環(huán)節(jié)時(shí)，施工作業(yè)者可以直接將建筑結(jié)構(gòu)拼接在一起，從而縮短工期。

在進(jìn)行模擬裝配時(shí)，利用BIM技術(shù)能夠從時(shí)間維度上進(jìn)行把關(guān)，幫助分析和理清大型鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝和施工需要的工期，優(yōu)化管控，減少時(shí)間浪費(fèi)，保證大型鋼結(jié)構(gòu)更高效更順利得現(xiàn)場施工，消除工期延誤的風(fēng)險(xiǎn)。

基于Revit建立的三維可視化建筑物三維建模，采用Navisworks將傳統(tǒng)的工程管理軟件Project編制的工程進(jìn)度規(guī)劃導(dǎo)入Navisworks中，并在 Navisworks中執(zhí)行“TimeLiner”指令，將工程進(jìn)度分解為各個(gè)分支，然后將這些分支與整體工作聯(lián)系起來，以不同的形式對工作分支的運(yùn)行狀況加以標(biāo)明，讓項(xiàng)目決策者更加直觀地了解項(xiàng)目運(yùn)行現(xiàn)狀。

在仿真過程中可以用不同顏色代表進(jìn)度的實(shí)際情況，比如用綠色、紅色和灰色分別代表進(jìn)度的提前、延后和完成。這樣可以方便管理人員通過不同色彩了解進(jìn)度的整體狀況，及時(shí)對工程方案和進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。BIM技術(shù)的應(yīng)用極大提升了項(xiàng)目建設(shè)效率，為項(xiàng)目的良好實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 合理地進(jìn)行施工成本調(diào)控

BIM技術(shù)除了有助于優(yōu)化項(xiàng)目進(jìn)度外，同樣可以有效實(shí)施項(xiàng)目成本控制。運(yùn)用BIM技術(shù)，可以精確而高效地計(jì)算工程量。應(yīng)用二維碼等技術(shù)將項(xiàng)目物料的生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)惹闆r與BIM模型結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)動態(tài)化管理。在項(xiàng)目運(yùn)行中，將項(xiàng)目資源的運(yùn)行情況與BIM模型相結(jié)合，可以更直觀地顯示項(xiàng)目資源分配與運(yùn)轉(zhuǎn)情況，實(shí)現(xiàn)對工程成本的控制。通過BIM技術(shù)模型為物資的應(yīng)用位置提供數(shù)據(jù)支持，充分掌握項(xiàng)目物料運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)施狀況。通過將項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃與成本計(jì)劃進(jìn)行對比，實(shí)時(shí)分析項(xiàng)目成本數(shù)據(jù)，可為及時(shí)糾偏創(chuàng)造良好條件。

利用BIM技術(shù)可以很好地處理在設(shè)計(jì)階段成本管理中可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)而有效管理成本。例如，在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用這種技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠充分利用成本信息，尤其是各種材料的自動統(tǒng)計(jì)功能，準(zhǔn)確地掌控工程的成本，并能及時(shí)指出大型鋼結(jié)構(gòu)的超預(yù)算問題，達(dá)到比較理想的經(jīng)濟(jì)調(diào)控效果。

2.4 有利于提升建筑質(zhì)量

BIM技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用時(shí)需要借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，可以有效地促進(jìn)建筑工程項(xiàng)目管理工作的開展。工程項(xiàng)目質(zhì)量管理是一項(xiàng)系統(tǒng)化工程，項(xiàng)目各功能區(qū)的劃分、資源分配等都可以應(yīng)用BIM模式進(jìn)行相應(yīng)的控制，直觀反應(yīng)工程進(jìn)展?fàn)顩r。

通過Revit軟件，將項(xiàng)目現(xiàn)場區(qū)域進(jìn)行細(xì)致規(guī)劃，可保證項(xiàng)目各功能區(qū)域運(yùn)行的有條不紊。使用可視化模型配合現(xiàn)場監(jiān)控，可以達(dá)到項(xiàng)目實(shí)時(shí)過程監(jiān)控的目的。項(xiàng)目管理者通過對工程施工的監(jiān)控，可更好地提升項(xiàng)目質(zhì)量。BIM模型參數(shù)的調(diào)整更有利于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目質(zhì)量、工期、成本的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目優(yōu)化的目的。

3BIM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)工程智能建造的應(yīng)用

3.1 BIM設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)運(yùn)用于大型鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可以使設(shè)計(jì)者獲得舒適的輔助體驗(yàn)，并顯著地減少設(shè)計(jì)工作中的缺陷。一方面，BIM技術(shù)與傳統(tǒng)CAD軟件相比，有著顯著的特點(diǎn)。不需要設(shè)計(jì)師進(jìn)行平面圖、立面圖、截面圖的處理，可以在三維空間中進(jìn)行最優(yōu)的組合，降低設(shè)計(jì)難度。該系統(tǒng)可以自行進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換，也可以對整體結(jié)構(gòu)的規(guī)劃和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，從而得到更好的結(jié)果。

另一方面，將BIM技術(shù)運(yùn)用到大型鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以形成參數(shù)化的設(shè)計(jì)效果，更好地對全部信息資料進(jìn)行準(zhǔn)確地輸入與分析，促使各項(xiàng)參數(shù)精確地運(yùn)用于最終大型鋼結(jié)構(gòu)之中，規(guī)避可能存在的設(shè)計(jì)偏差。

以往大型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作在對相關(guān)參數(shù)信息進(jìn)行加工時(shí)，通常需要設(shè)計(jì)人員使用Excel表格進(jìn)行加工，不僅作業(yè)難度大，還極易產(chǎn)生差錯(cuò)，甚至與大型鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)方案明顯不符。BIM技術(shù)的運(yùn)用，使得設(shè)計(jì)人員可以通過這個(gè)平臺對參數(shù)進(jìn)行分析和處理，使參數(shù)更好地為設(shè)計(jì)工作服務(wù)。

3.2 工廠預(yù)制構(gòu)件管理

在信息技術(shù)的支持下，工程管理人員可以對資源數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行構(gòu)建，對整個(gè)施工過程進(jìn)行分析，通過建筑施工場景可視化處理來提高管理效率。

在現(xiàn)代化建筑發(fā)展過程中，BIM模數(shù)化設(shè)計(jì)具有很高的應(yīng)用價(jià)值。在預(yù)制裝配式建筑中，利用模數(shù)化設(shè)計(jì)，采用基本模數(shù)、擴(kuò)大模數(shù)、分模數(shù)的RNG方法來設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件與組合件，可提高建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)化與智能化水平，促使主體結(jié)構(gòu)在施工過程中具有整體性、協(xié)調(diào)性。

工程深化設(shè)計(jì)結(jié)束后，可對預(yù)制構(gòu)件實(shí)施工廠加工。在這一過程中，可利用BIM技術(shù)對預(yù)制構(gòu)件工廠加工實(shí)施動態(tài)跟蹤管理。每一個(gè)預(yù)制構(gòu)件從下料到維護(hù)再到出廠，都可以使用手機(jī)微信掃描二維碼和條形碼查看。業(yè)主、工程總承包單位、監(jiān)理和分包單位都可以通過掃描來實(shí)時(shí)了解每一個(gè)構(gòu)件的加工制作過程和發(fā)貨進(jìn)度等信息，并在入場之前對構(gòu)件的所有屬性進(jìn)行審核。當(dāng)工廠加工不能滿足現(xiàn)場裝配需要時(shí)，現(xiàn)場技術(shù)人員可以與廠方直接交流，經(jīng)業(yè)主同意后，由廠方技術(shù)人員實(shí)時(shí)變更，避免損失和工期拖延[3]。

3.3 模擬裝配

BIM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)工程的運(yùn)用可以借助模擬裝配環(huán)節(jié)對整體施工進(jìn)行管控，模擬裝配能夠較好地達(dá)到對后續(xù)現(xiàn)場組裝工作進(jìn)行優(yōu)化引導(dǎo)的目的。在對各關(guān)鍵施工任務(wù)進(jìn)行重點(diǎn)分析和明確的前提下，有助于促使對應(yīng)的裝配工作變得更加有序。

基于BIM技術(shù)運(yùn)用模擬裝配環(huán)節(jié)，技術(shù)人員可先對大型鋼結(jié)構(gòu)工程整體進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)。先設(shè)計(jì)成各種特定構(gòu)件，再對組成部件安裝次序加以明確，并一一模擬組裝。這樣有關(guān)人員對安裝次序會有一個(gè)精確的把握，對各部件的使用需求也能清晰明了，從而形成最佳裝配效果。模擬裝配環(huán)節(jié)要著重關(guān)注一些常見問題，例如后續(xù)組裝時(shí)可能存在的事故隱患等，需要有關(guān)人員對模擬裝配環(huán)節(jié)深入分析研究，以確保現(xiàn)場裝配工作安全有序。

3.4 現(xiàn)場安裝

BIM技術(shù)能夠?qū)Π惭b全過程進(jìn)行有效的監(jiān)督，避免可能發(fā)生的偏離問題?？梢越⒑凸S設(shè)計(jì)之間密切關(guān)聯(lián)的控制框架，對工程信息進(jìn)行有效的管理。管理框架可以全面地收集施工現(xiàn)場參與者進(jìn)行的每一項(xiàng)活動信息，對施工進(jìn)行全過程管理，和工業(yè)化生產(chǎn)相結(jié)合，保障每項(xiàng)環(huán)節(jié)能夠在合理的控制范圍內(nèi)。

BIM技術(shù)與RFID等技術(shù)手段相配合，可促使各構(gòu)件安裝運(yùn)用不存在偏差問題，并能讓技術(shù)人員清楚各構(gòu)件安裝就位程序。若是現(xiàn)場的安裝處理過程中出現(xiàn)了突發(fā)性的事件，借助BIM技術(shù)應(yīng)對和處理，可幫助技術(shù)人員自動找到最適合和最合理的工程更改方案，有效地解決安裝過程中可能遇到的困惑。

大型鋼結(jié)構(gòu)工程在進(jìn)行現(xiàn)場安裝時(shí)，若存在構(gòu)件上的不足或破壞問題，依靠BIM技術(shù)及時(shí)地提供相關(guān)構(gòu)件參數(shù)信息，可使此構(gòu)件制作更加精準(zhǔn)[4]。

3.5 輔助竣工

BIM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)工程竣工環(huán)節(jié)的運(yùn)用也大有作為。BIM技術(shù)能夠協(xié)助竣工環(huán)節(jié)的負(fù)責(zé)人對全部竣工因素進(jìn)行全面細(xì)致的分析和管理，了解大型鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目的施工效果是否達(dá)到預(yù)期，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行適時(shí)的處理。

竣工驗(yàn)收人員可憑借BIM技術(shù)對相應(yīng)施工成果的適宜性與合理性進(jìn)行更全面、詳盡地把握，及時(shí)糾正與初始設(shè)計(jì)模型不符、潛在的安全質(zhì)量隱患等情況，保證了安全性與穩(wěn)定性，為工程順利投入使用提供了保障。在竣工環(huán)節(jié)進(jìn)行結(jié)算時(shí)，管理人員可以對之前輸入的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，從構(gòu)件的使用情況，工程量等數(shù)據(jù)出發(fā)，全面地掌握工程造價(jià)情況，協(xié)助合同管理人員做好結(jié)算工作。

大型鋼結(jié)構(gòu)工程遭遇變更和索賠需求時(shí)，BIM技術(shù)應(yīng)用能夠提供翔實(shí)的證據(jù)支持，方便明確責(zé)任方，提高索賠效率。當(dāng)然，即使工程建成之后，BIM技術(shù)也一樣能夠很好地保存數(shù)據(jù)，為后續(xù)大型鋼結(jié)構(gòu)工程的大修、擴(kuò)建、拆除等提供數(shù)據(jù)支撐[5]。

4結(jié)束語

隨著建筑工程項(xiàng)目不斷增多，城市中高層建筑物也越來越多，對建筑工程結(jié)構(gòu)中質(zhì)量的要求也越來越高?；贐IM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中的運(yùn)用，有利于施工信息的收集和分析，合理減少施工成本，加快施工進(jìn)度，提高建筑工程施工質(zhì)量，對施工企業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定的發(fā)展起到良好促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭繼業(yè).BIM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用[J].智能建筑與智慧城市，2021（11）：71-72.

[2] 許國紅.BIM在大型鋼結(jié)構(gòu)施工精細(xì)化管理中的應(yīng)用分析[J].磚瓦，2021（9）：58-59.

[3] 李科，郭青偉.基于BIM技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)建筑的虛擬施工研究[J].四川建材，2021，47（9）：109-110+113.

[4] 陶紅星，王少非，史亞彬，等.基于BIM技術(shù)的大型鋼結(jié)構(gòu)建筑工程管理[J].建筑技術(shù)，2022，53（3）：347-349.

[5] 闕榮.BIM技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過程中的應(yīng)用研究[J].智能建筑與智慧城市，2022（10）：63-65.

收稿日期：2023-09-28

作者簡介：譚琦（1985—），男，江蘇鹽城人，碩士研究生，經(jīng)濟(jì)師，研究方向：建筑與房地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)。