BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用研究

陳桂佳

江蘇林洋新能源科技有限公司，江蘇 南京 210000

1 BIM 技術(shù)的特征與優(yōu)勢

BIM 是信息化的平臺，同時(shí)也是建筑模型，在管理的過程中會輸入工程各方面，如信息以及周期等，以通過構(gòu)建模型控制和調(diào)整工程進(jìn)度，同時(shí)完成檢測方面的工作。

BIM 技術(shù)在應(yīng)用中主要有以下作用：第一，可在構(gòu)建模型的基礎(chǔ)上利用BIM 技術(shù)進(jìn)行碰撞方面的檢測，同時(shí)還可用來研究工程中鋼結(jié)構(gòu)的安裝，從而對設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化，確保設(shè)計(jì)方案的合理性、科學(xué)性；第二，通過應(yīng)用BIM技術(shù)不同專業(yè)的工作人員可共享工程施工過程中的信息和數(shù)據(jù)，相關(guān)工作人員可通過平臺快速獲取這些數(shù)據(jù)和信息，在設(shè)計(jì)或數(shù)據(jù)變更時(shí)可有效地提高工作的效率和質(zhì)量；第三，BIM 技術(shù)可有效優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制件，并合理優(yōu)化預(yù)制件的制作順序和工藝，較好地提高預(yù)制件制作效率。預(yù)制件的制作在項(xiàng)目的施工過程中非常關(guān)鍵，能夠優(yōu)化整個(gè)工程的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效保障預(yù)制件的質(zhì)量，同時(shí)在一定程度上減少預(yù)制件的制作時(shí)間和成本。

1.1 項(xiàng)目可視化

進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)時(shí)，BIM 技術(shù)能將鋼結(jié)構(gòu)通過3D效果展示出來，讓工作人員能直觀地觀察和認(rèn)知各零部件，從而更加了解各種零部件的詳細(xì)信息。除此之外，應(yīng)用3D效果模型能讓工作人員直接了解結(jié)構(gòu)各個(gè)部位的具體情況，尤其是在平面圖紙上容易忽略的地方，使施工單位在施工前就能獲得各種有效數(shù)據(jù)，以保證工程能夠順利進(jìn)行，確保工程進(jìn)度。

1.2 協(xié)調(diào)性與優(yōu)化性

在工程施工中使用BIM 技術(shù)可幫助施工單位收集和整理工程中各種數(shù)據(jù)信息，以3D 視圖的形式讓技術(shù)人員了解整個(gè)工程，不僅可以減少施工時(shí)間，還可節(jié)約儲存空間。鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程十分復(fù)雜，每個(gè)環(huán)節(jié)的施工都非常重要，需要多種施工技術(shù)的共同協(xié)作才能順利完成工程建設(shè)。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)工程施工無法滿足當(dāng)今社會對建筑功能及質(zhì)量的需求，因此可在工程中融入BIM 技術(shù)，有效降低工程施工難度，為工程質(zhì)量以及施工效率提供保障。

1.3 模擬性與執(zhí)行性

BIM 技術(shù)可對工程中的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)和檢測。這項(xiàng)功能對鋼結(jié)構(gòu)的管理工作來說意義重大，可提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，從而避免故障和事故的出現(xiàn)。同時(shí)，模擬施工時(shí)，可對整個(gè)施工過程中可能出現(xiàn)的工況進(jìn)行模擬，從而可以根據(jù)模擬的結(jié)果制訂有效的預(yù)防和應(yīng)急方案，確保整個(gè)工程能夠順利施工。除此之外，BIM 技術(shù)還可進(jìn)行4D和5D模擬。進(jìn)行4D模擬可進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，確保施工方案能夠較好地指導(dǎo)施工，同時(shí)對施工過程中可能發(fā)生的異常情況進(jìn)行排查；運(yùn)用5D 模擬技術(shù)時(shí)，可準(zhǔn)確預(yù)測施工成本，這對造價(jià)管理工作來說非常重要。

1.4 經(jīng)濟(jì)效益高

在建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可有效提高施工效率和質(zhì)量，同時(shí)優(yōu)化施工現(xiàn)場的管理工作，加強(qiáng)管理的科學(xué)性，全面掌握施工過程中的人員以及設(shè)備的狀態(tài)，可根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)、合理進(jìn)行調(diào)整，保證整個(gè)施工能順利進(jìn)行，并減少資金的浪費(fèi)，提高企業(yè)的收益。

2 鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)期間存在的問題

2.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段存在的問題

在施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和現(xiàn)場施工人員之間經(jīng)常會出現(xiàn)理解方面的差異，工作人員為了能夠確保項(xiàng)目的施工能夠按期順利完成，會在施工過程中不斷地調(diào)整和完善鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。但鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作對專業(yè)知識的要求較高，施工人員不一定具有足夠的專業(yè)知識，對結(jié)構(gòu)的理解和應(yīng)用會有一些欠缺，因此可能會使整個(gè)施工過程出現(xiàn)問題，或者使項(xiàng)目成本提高，甚至無法在工期內(nèi)完成施工任務(wù)。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)施工階段存在的問題

鋼結(jié)構(gòu)的施工會涉及很多環(huán)節(jié)，且施工過程中會存在很多不確定因素，如果在施工過程中出現(xiàn)問題，就需要對工程進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，這就會影響整個(gè)工程的造價(jià)管理工作，可能會給企業(yè)帶來成本變化。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員如果沒有足夠的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，就可能會影響整個(gè)工程的質(zhì)量和施工進(jìn)度。如果安裝過程中出現(xiàn)了問題，不僅會影響整個(gè)工程的施工進(jìn)度，還會造成相應(yīng)的損失。并且，出現(xiàn)問題之后，相關(guān)技術(shù)人員可能需要重新去對結(jié)構(gòu)整體或局部進(jìn)行合理的調(diào)整，調(diào)整時(shí)也會存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

3 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作具有專業(yè)性，需要專業(yè)技術(shù)人員通過應(yīng)用BIM 技術(shù)構(gòu)建三維模型，并錄入項(xiàng)目相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，全面地優(yōu)化和檢測整個(gè)圖紙和結(jié)構(gòu)。在工作過程中運(yùn)用BIM 技術(shù)，不僅可以對工程的施工進(jìn)行優(yōu)化，還可以提高工程信息管理工作的效率。BIM 技術(shù)可以直觀地展示工程中的鋼結(jié)構(gòu)模型，還可以模擬整個(gè)施工流程，從而以動態(tài)的方式對整個(gè)工程進(jìn)行完整模擬。在模擬的過程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，立即進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，避免在施工過程中造成損失。除此之外，對于在模擬過程中得到的有效數(shù)據(jù)，可以對其進(jìn)行分析和計(jì)算并得出造價(jià)報(bào)表，進(jìn)而對整個(gè)工程的造價(jià)進(jìn)行管理和控制。

3.2 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工階段中的應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)前期施工及之后的推進(jìn)環(huán)節(jié)，應(yīng)用BIM 技術(shù)可解決施工過程中可能出現(xiàn)的問題，從而切實(shí)保障整個(gè)工程的施工能順利進(jìn)行。在施工過程中，利用3D 模型展示相關(guān)數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)信息構(gòu)建項(xiàng)目的模型，完整還原整個(gè)施工現(xiàn)場，對施工過程中可能存在的問題和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行剖析，保證后續(xù)的施工過程能安全、順利進(jìn)行，最大限度地避免因前期準(zhǔn)備不足或者設(shè)計(jì)、質(zhì)量問題，施工出現(xiàn)問題。近年來，相關(guān)的科技人員對BIM 技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和創(chuàng)新，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了4D 建模等功能，在一定程度上促進(jìn)了BIM 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

3.3 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝階段中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)所用材料通常具有一定的特殊性，一些特殊且大跨度的鋼結(jié)構(gòu)建筑尤為重要。因此，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一定要科學(xué)合理，同時(shí)在進(jìn)行安裝工作時(shí)，還需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，以有效確保安裝的精確度。在實(shí)際的安裝過程中，相關(guān)工作人員需要事先標(biāo)注連接點(diǎn)，這些位置對整個(gè)安裝工作非常重要。同時(shí)，還需要考慮安裝過程中多方面的情況和條件，如吊車的噸位情況以及運(yùn)輸車輛的空間等一些現(xiàn)場條件。在安裝時(shí)，施工人員主要結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)行操作，不同施工人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)差異較大，這樣就會給安裝工作帶來一定的不確定因素。因此，安裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí)可利用BIM 技術(shù)的4D 仿真技術(shù)真實(shí)模擬鋼結(jié)構(gòu)的安裝過程，對安裝過程中可能存在的問題編制防治措施，從而提高施工質(zhì)量和效率。

3.4 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)營階段中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)營階段也非常關(guān)鍵，運(yùn)營的過程直接決定了鋼結(jié)構(gòu)工程的使用壽命。因?yàn)樵谶@個(gè)階段中會經(jīng)過很長的一個(gè)周期，且需要投入大量的資金和人力，所以相關(guān)單位一定要足夠重視此階段。首先，要不斷更新和完善施工技術(shù)，相關(guān)工作人員也要不斷地提高自身的技術(shù)水平。其次，在傳統(tǒng)的建筑運(yùn)行過程中，經(jīng)常會采用人工方式收集數(shù)據(jù)和信息，然而整個(gè)工程的規(guī)模是非常大的，人工進(jìn)行數(shù)據(jù)收集可能會有一定的限制和影響，同時(shí)在時(shí)效性方面也有較大缺陷，因此可應(yīng)用BIM 技術(shù)對整個(gè)工程進(jìn)行全方位的監(jiān)控和管理，有效提高數(shù)據(jù)收集的效率和質(zhì)量，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。

4 BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工管理中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 工程量管理

鋼結(jié)構(gòu)的施工管理工作比較復(fù)雜，整個(gè)施工過程中會涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，且施工人員流動性比較大，使工作效率較低，數(shù)據(jù)也會出現(xiàn)一些偏差或者是丟失的現(xiàn)象，從而造成整個(gè)施工無法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，給企業(yè)帶來一定程度的資金消耗。BIM 技術(shù)可在管理工作中有效分析和計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，提高施工管理工作的效率和質(zhì)量。除此之外，BIM 技術(shù)也可在一定程度上提高造價(jià)管理工作的有效性，從而降低企業(yè)在項(xiàng)目上的成本投入。

4.2 構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)信息管理框架

一般情況下，信息管理框架通常由多組人員構(gòu)建，然后用于后續(xù)的系列工作，如物料的采購、運(yùn)輸和管理等。這些工作非常煩瑣和耗時(shí)，且任務(wù)比較緊急和重要，而通過BIM 技術(shù)可監(jiān)管和控制整個(gè)框架的設(shè)計(jì)過程，所有的信息和數(shù)據(jù)都會被記錄在平臺上，有利于提高工作效率并保證工作質(zhì)量。

5 結(jié)束語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)中使用鋼結(jié)構(gòu)，可有效減少混凝土用量，減輕建筑重量，同時(shí)提高建筑的穩(wěn)定性和承載能力。同時(shí)，使用BIM 技術(shù)能確保鋼結(jié)構(gòu)工程的施工進(jìn)度和質(zhì)量，減少工程成本支出，有效提高施工效率，促進(jìn)建筑企業(yè)的發(fā)展，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供幫助。