BIM技術在建筑鋼結構施工過程中的應用

韓光瑞

摘要：BIM技術是一種可視化強，便于管理以及能夠實現建筑全壽命周期管理的技術。目前在房屋建筑的設計與施工管理中，BIM技術得到了廣泛的應用，同時也大大的提升了建筑行業的工業化水平。鑒于此，本文主要分析BIM技術在建筑鋼結構施工過程中的應用。

關鍵詞：BIM技術;建筑鋼結構;施工過程

1、BIM的內涵

BIM指的是一種三維數字化技術，其能夠切實有效的集成工程施工中的各種信息，是一個工程數據模型，BIM能夠對工程施工項目進行功能特性、工程實體等的數字化傳遞。BIM為工程施工項目的功能特性、物理特性等的物理表達方式，是一種重要的共享信息資料;在開展工程項目周期建設時，BIM模型信息能夠給相關決策提供相應的參考以及依據;在工程項目施工的各階段，根據參與方的不同，也能夠BIM之中進行插入、提取以及信息修改等內容，從而在相同的模型之中保證合作的有效實現。

2、BIM技術的優勢

（1）可視化，能夠通過計算機建模將鋼結構的3D模型展示出來，該模型精確度，可視化強，能夠清晰的看到結構與構件，構件與構件的連接。而且鋼結構的3D模型構件的平面、立面、剖面之間是關聯的，如果你改了平面圖上的尺寸或者節點，那么立面和剖面也會跟著發生變化。同時，BIM模型也能夠展現鋼結構的節點細節以及隱蔽部分，方面的設計以及施工階段工程師的修改。

（2）具備項目管理的3D/4D/5D模型的模擬性。BIM可以建立3D模型對結構的構件以及連接進行檢查，能夠發現在施工中可能遇到的問題。BIM也可以建立4D模型，模擬鋼結構施工過程中構件吊裝以及合理施工方案，可以方便的確定項目的施工方案。

（3）可以優化項目以及具有良好的協調性，能夠使工程中所有的數據進行交互，可以方便的完成項目的優化，不需要花費太多的時間進行各專業的配合。能夠縮短工期，同時也可以發現工程中的安全隱患，為工程的安全進行提供幫助。

（4）可以實現良好的經濟效益。通過合理的安排施工進度，以及合理的配置人工和材料以及投資，能夠實現對該項目的成本控制。

3、BIM技術在建筑鋼結構施工過程中的應用

3.1、鋼結構生產制作中的應用

當下，信息技術、自動化技術發展迅猛，數字化加工和生產管理逐漸取代傳統手工加工技術、人為生產組織。應用BIM技術，可以使鋼結構的加工制造更加簡單，BIM模型可以輸出相關信息，不僅可以快速生成加工清單和工藝路徑，在數控切割和油漆噴涂等工藝中也可發揮積極作用。BIM技術的應用有助于建立起數字化的生產管理系統，改變了以往指令需層層下達反饋的狀態，其生產協同信息平臺具有一體化、扁平化特性，可以將加工指令信息有序下達到工位，在加工工序完成后及時反饋信息到平臺。其數字化生產管理系統，可以提高標準的數據接口，將相關文件清單導入而生成初步加工清單。

生產組織的重要基礎，就是工藝流程的規劃，需要熟悉相關設備和工藝技術的人員，根據工藝流程等編制設定各結構形式工藝流程，合理配置其各個流程的參數，并優先指定其使用設備，便于選定其工藝路徑。完成各項生產數據準備后，系統中指揮人員發揮生產指令，系統會自動匹配零件清單與生產流程，結合車間工位、設備負載反饋信息等，將指令快速下達到系統指定工位、終端計算機，然后各工位開始進行加工。倉庫人員可根據生產計劃，得到使用的材料信息，事先準備好使用的材料。

以異形板材加工為例，在其切割和鉆孔等加工中，需要加入套料凍脹使其利用率得以提高。具體可采用一些自動套料排版軟件，批量轉入BIM輸出的多個NC文件，其數據輸入的效率高、準確性好。在得到NC文件零件信息后，根據鋼板的厚度和材質，將輸入零件進行自動套料分類，完成作業文件后，按下執行按鈕，即可完成零件的套料加工。

3.2、施工階段應用

（1）搭建BIM的結構信息管理框架，用于在鋼結構施工全壽命施工過程中的信息管理，以方便參與建設的勘察、設計、施工、監理和質檢部門之間的信息溝通，進而實現成本的全壽命控制。

（2）傳統的成本控制主要是通過工程概預算人員進行，效率低下而且有時候精度不夠。通過第一步的結構信息管理模型的模型，只要將材料的單價和人工費加入，就可以實現結構的工程量管理，可以準確的計算工程成本。

（3）BIM技術中NavisWork，可以提供漫游功能，能夠模擬在施工中可能出現的施工問題，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量事故。

（4）建筑在施工過程中，是一個復雜的工程，如鋼結構構件、管道和設備很容易在三維空間內發生碰撞，通過NavisWork功能，可以將構件間的位置進行合理的布置，以方便施工。

（5）建立的信息模型可以與手持終端連接起來，能將BIM模型中可能出現的碰撞問題、安全施工問題、危險源信息和成本信息通過信號的傳輸，到達工程師手中的終端，方便工程師隨時隨地的對工程進行監控以及處理相應的突發事件。

3.3、運用階段BIM技術應用

在建筑鋼結構工程全生命周期中，運營階段的周期最長，且該階段也需要花費更大的成本。在傳統建筑運營維護中，是根據其圖紙由人工進行數據采集，并與表格中設備系統數據結合來監控工程建設情況的。這種方式直觀性較差，且無法保證其時效性，在傳輸數據的過程中也容易發生丟失等情況。而利用BIM技術，可以保證設計階段、施工階段中各項數據資料在傳輸到運維階段中的完整性、全面性，建立起項目全生命周期檔案，其中的數據可以實時、動態更新，對于運維管理來說，保證了管理質量和效率。

當前，對BIM技術在鋼結構工程運維管理中的應用研究較少，雖然對其應用功能，當前實際應用中存在問題等有一定的認知，但在其空間管理、物業管理和能耗管理方面的研究還存在一定程度缺失。但在一些大型項目中，建筑鋼結構工程在運維管理階段，對BIM技術進行高效應用，可以借鑒相關經驗。

3.4、后期運營維護

建筑鋼結構工程施工中，后期的運行以及維護通常會出現一些信息之后的問題，難以及時有效的發現問題并予以切實解決。根據BIM技術的后期運營維護能夠切實有效的實現工程管理和設備智能化管理、可視化管理等的有效工作。在建筑鋼結構工程項目運營時，應該適當的收集結構損傷狀況，材料劣化等信息，在這一基礎之上有效的分析建筑工程的安全性以及耐久性信息，并對工程狀況進行有效的預測。

總之，在建筑鋼結構施工工程中切實有效的應用BIM技術，能夠有效的提升溝通效率水平。思維進度模擬能夠準確而直觀的表現出工程施工環節與過程信息，并且能夠為開展有效監控奠定相應的技術支持。

參考文獻：

[1]王凱，郁永星，王帥.BIM技術在建筑鋼結構施工過程中的應用[J].價值工程，2019，38（25）：237-239.

[2]司張濤.基于BIM技術對建筑施工工程信息化的綜合應用研究[J].現代信息科技，2019，3（16）：131-132.

（作者單位：中國五冶集團有限公司）