裝配式空間鋼結構組織管理模式的探索與實踐

路國柱 淄博齊元鋼結構工程有限公司

1 前言

以裝配式建筑為代表的綠色低碳建造方式，是一種采用“標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理、智能化應用”的新型建筑產業現代化生產方式，有利于化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾，深入地推進建筑業供給側結構性改革，其中發展綠色、低碳、循環發展的裝配式鋼結構能加速推進建筑業轉型升級，有效拉動投資，促進消費增長?？臻g鋼結構是一種受力合理、體型完美、經濟效果好的超靜定空間結構形式，由于空間結構組成的規律性，桿件和節點的形狀、尺寸的標準化，已廣泛應用在大型展覽館、科技館、體育館、商場和機場、鐵路、客運場站等大跨度公共建筑。

發展鋼結構裝配式建筑，有利于提高建筑物抗震性能、減少地震災害損失，有利于化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾，有利于推進建筑業轉型升級、實現建筑產業現代化，有利于落實綠色發展理念、促進生態文明建設，是近年來重點發展的裝配式建筑形式。

2 裝配式鋼結構建筑的定義和優勢

2.1 定義

裝配式鋼結構建筑是指建筑的結構系統由鋼（構）件構成的裝配式建筑，并且要鋼結構、圍護系統、設備與管線系統和內裝系統做到和諧統一。裝配式鋼結構具有諸多優勢，其工業化程度高、施工周期短、現場用工少、生產效率高、品質易保證；施工占地面積少，可干式施工，節約用水，產生的噪聲小、粉塵少；鋼材可回收利用，減少建筑垃圾和環境污染。在建筑工程領域推廣鋼結構，是建筑業發展循環經濟的重要內容，是傳統土木建筑業的轉型與升級。

2.2 優勢

裝配式鋼結構建筑在現代化建筑行業中非常受歡迎。在前期未出現裝配式鋼結構建筑時，一直運用的都是混凝土建筑方式?；炷潦侵敢运酁橹饕z凝材料，與水、砂、石子，必要時摻入化學外加劑和礦物摻合料，按適當比例配合，經過均勻攪拌、密實成型及養護硬化而成的人造石材。由混凝土的定義不難看出，混凝土的配合比相當重要，而且混凝土的配合比情況要根據房屋建設工程的要求而定，無統一標準。

混凝土澆筑后的養護工作也極為重要。與之相比較，裝配式鋼結構建筑明顯更有優勢，房屋建筑質量更有保障，并且比起混凝土現場澆筑，裝配式鋼結構具有保護環境、擴大施工場地的優點。

3 組織管理模式的構建

在鋼結構工程構建的組織管理模式包含了戰略流程（決策實踐）、職能流程（職能管理實踐）、工藝流程（裝配式空間鋼結構施工）和自善流程（風險監控）四個方面，該管理模式以BIM協同技術為核心，以流程牽引為理論工具，根據項目管理目標，分析任務要素，進行歸攏、聚集、整合、融通，在管理層面上組織、協調裝配式空間鋼結構的施工過程，并實現使施工作業在一定的約束條件下，實現進度、成本、質量、安全等管理目標。

同時發揮BIM協同技術對空間鋼結構裝配式施工進行動態預演、模擬優化，并應用流程圖作為目標實現的牽引力，科學地對施工進度、現場資源配置，構件與施工之間的管理控制，對任務節點進行要素分析，明確管理要點，從而有序的管理，使施工走向信息化、精益建造化，使得工程滿足“增效”的要求。

3.1 建筑結構設計的協調運用

現階段，建筑工程信息數據日益變化，有關數據也會在BIM建筑模型中通過刪除、增加的方式，實現信息數據的更新優化，為了提高建筑結構設計的有效性，避免對建筑工程設計品質造成不利影響，可以在不同專業領域展開分項設計，如此一來在某種程度上，有效規避信息交錯混亂問題的發生。

另外，在總體建筑模型中，進行中性數據庫的建設，促進有關設計工作者的數據溝通。對數據展開有效處理過程中，可以把全部和建筑結構設計相關的數據信息加以整合處理，借助統一的平臺系統，處理分析數據信息，提高建筑結構設計的協調性。

3.2 模型集成化的運用

在建筑結構優化設計期間，利用BIM技術，關于信息集成化的建設，不但可使各種信息描述愈發合理有效，也可對同類信息加以整合，利用參數化，將建筑工程中的模型展現出來，使其在建筑結構設計過程中，BIM技術手段可結合各種數據信息，構建完善的內部信息集成化模型，減輕建筑結構設計工作人員的任務量。除此之外，BIM技術的運用，還可對集成信息展開有效分析，對建筑工程模型的運用，提供相應的參考依據，減少建筑設計中的操作失誤。

3.3 采用多專業協同一體化設計方式

在完成上述工作后，已經項目建筑設計方案進行最終敲定。

首先，利用Revit工作平臺中各種專業對該項目進行協同化設計。通過分析后發現Revit工作平臺中的“工作集”模式對協同設計十分重要。即為設計者提供共享工作方式。例如在進行鋼結構建筑設計當中，往往涉及諸多因素，從工序及環節上不免出現誤差沖突。通過利用工作集，可以將自身設計分享到其他專業設計中去，讓不同專業設計之間可快速協調、解決問題。

其次，要根據具體鋼結構建筑實際情況進行工作開展，比如某鋼結構項目建筑中包括：水電暖、結構、建筑等。如采用工作集設計方法，水電暖在專業設計及建模過程中可點擊項目文件之中的“查看”，就可以及時掌握另外兩個專業設計建模情況。如三者出現協調不同步或存在問題等情況，可通過文件同步與實時交流進行處理。對整個BIM建模小組工作整體進度優化尤為重要。

3.4 資源管理的集約化

對于鋼結構的加工制造和安裝施工，其材料與施工管理也是重要的環節。在傳統的加工制造中，這些管理事項依靠人工完成，往往容易出現諸多誤差。而依托BIM技術與數字化技術的數字化加工平臺卻可以對鋼結構加工過程中的材料進行集約化管理，如利用現代物聯網無線射頻識別技術就可以對生產加工和施工中材料的位置、狀態等情況進行動態檢查與更新。如此就在極大程度上減少了工作人員的工作量，同時依靠現代信息與數字化技術實施的管理統計，也能夠降低誤差，保證材料和施工狀態管理的準確性并極大提升管理效率。

3.5 加工與安裝過程的可視化管理

可視化同樣是BIM技術的主要優勢之一，因此其應用于鋼結構加工之中同樣使得其加工與安裝過程實現了可視化。這主要體現在鋼結構加工與安裝過程的管理上可以利用BIM平臺來進行施工人員、機械設備、材料等信息的綁定，從而實現對這些要素在施工過程中信息狀態變化的動態掌握。工作人員再結合工程項目的工期計劃來對這些信息進行管理，就可以發現鋼結構加工與安裝施工過程中存在的問題?？梢哉f，BIM技術的可視化為鋼結構加工與安裝過程實施跟蹤管理創造了可能。

此外，人們還可以利用BIM技術對鋼結構加工與安裝過程的不同階段和不同工序進行拆分，然后再按照進程將每道工序的完成度設定成不同顏色，如此鋼結構加工與安裝的每個環節的完成情況就可以在BIM模型上進行直觀呈現，從而使工作人員更直觀地掌握工程建設情況并作出管理決策。

3.6 資源管理的集約化

對于鋼結構的加工制造和安裝施工，其材料與施工管理也是重要的環節。在傳統的加工制造中，這些管理事項依靠人工完成，往往容易出現諸多誤差。而依托BIM技術與數字化技術的數字化加工平臺卻可以對鋼結構加工過程中的材料進行集約化管理，如利用現代物聯網無線射頻識別技術就可以對生產加工和施工中材料的位置、狀態等情況進行動態檢查與更新。如此就在極大程度上減少了工作人員的工作量，同時依靠現代信息與數字化技術實施的管理統計，也能夠降低誤差，保證材料和施工狀態管理的準確性并極大提升管理效率。

3.7 加工與安裝過程的可視化管理

可視化同樣是BIM技術的主要優勢之一，因此其應用于鋼結構加工之中同樣使得其加工與安裝過程實現了可視化。這主要體現在鋼結構加工與安裝過程的管理上可以利用BIM平臺來進行施工人員、機械設備、材料等信息的綁定，從而實現對這些要素在施工過程中信息狀態變化的動態掌握。工作人員再結合工程項目的工期計劃來對這些信息進行管理，就可以發現鋼結構加工與安裝施工過程中存在的問題。可以說，BIM技術的可視化為鋼結構加工與安裝過程實施跟蹤管理創造了可能。

4 BIM技術在鋼結構工程中的應用推廣

BIM鋼結構工程已經在現代化鋼結構工程應用當中取得了不錯的成效，能夠在鋼結構工程的各個方面體現出來。BIM技術的主要作用就是解決鋼結構工程當中經常出現的一些問題，比如制作和裝配過程中出現的問題。不過任何一種施工最重要的環節還是對施工現場的管理和組織，面對當前的建筑物構建現場裝配來說，鋼結構工程是一個非常重要的環節。所以，本文從鋼結構工程的角度出發，在BIM技術工程設計和制作方面使用的基礎上，對BIM技術給鋼結構工程帶來的效果進行了分析，BIM技術的應用對鋼結構工程施工現場的管理有很重要的作用。

鋼結構工程當中使用的鋼材料價格是非常高昂的，而且需要很多人工勞力，這就造成鋼結構工程所需要的成本較高，這也是當前鋼結構工程施工過程中最主要的問題，也是最需要解決的問題。對于這種情況，一般情況下業主方都會考慮到這方面的影響，然后再做最后的決策。BIM技術其實就是采用信息化管理方式來調整整個鋼結構工程，對鋼結構工程進行全面的管理工作，是一種系統化的管理方式，而且還包括工程施工的管理工作。

5 結束語

裝配式空間鋼結構高復雜性和強風險性的特點，從上層管理到下層管理過程的增加，必然導致管理鏈的延長，案例工程改變原有傳統的粗放型思維、資源配置不合理和落后的管理模式，探索采用“流程牽引理論+BIM策劃管理+施工圖深化設計+裝配式施工”的組織管理模式，使施工作業在一定的約束條件下，實現進度、成本、質量、安全等管理目標。