BIM技术在钢结构施工及风险管理中的应用研究

曹 平

烟建集团有限公司

BIM技术在钢结构施工及风险管理中的应用研究

曹 平

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2015年全国建筑钢材价格持续走低，产能严重过剩，对钢结构的推广产生了积极有利的推动。随着住建部对建筑产业的工业化和信息化推动，BIM技术的发展迎来了一个黄金发展期，技术方面正在不断完善，应用领域从大型复杂的公共建筑(例如：鸟巢)逐渐向常规的工业厂房扩展。下面文章将会根据相关内容进行阐述，以供参考。

BIM技术；钢结构；应用

BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型的简称，其通过一系列例如R evit、Tekla等软件平台建立项目从可行性分析到后期运营管理的全寿命分析过程。而钢结构从结构设计、深化设计、施工建造到后期运营管理都与BIM理念不谋而合。通过BIM技术可以极大地促进各个阶段的信息交流，体现一体化的设计思路。该文正是通过Tekla建立深化设计模型，赋予构件各自特有属性，进而为后期施工进度控制、材料清单建立及后期运营管理做好准备。

1 BIM理念概述

BIM(Building Information Model)即建筑信息模型，它并不是指某一款软件，而是一个包含技术和管理的行业概念，软件只是BIM技术的应用平台。BIM技术通过可视化界面将每个部件的基本信息都录入到数字化三维模型中，利用软件对相关信息进行统计处理，为设计、施工、运维等不同阶段提供数据支撑。在钢结构建筑中，BIM技术的应用目前主要集中在详图深化和制作安装方面。在钢结构深化设计方面，BIM技术主要是通过对三维参数化模型赋予几何、材料、进度、价格等相关信息，在出图过程中对信息进行整合，自动生成设计详图和准确的材料信息报表，为加工提供图纸、为采购部门提供依据。同时参数化建模可以保证模型发生变动，图纸和报表也能自动更新，极大提高出图效率和报表准确性。在后期制作和安装环节，软件导出的排料清单可以导入CNC切割机，免去了手动输入造成的二次误差。

2 工程概况及施工风险

广西万达茂一期主题公园钢结构屋盖工程位于良堤路和滨堤路及两条规划路的合围地块，规划总用地面积为342001.8m2，建筑面积为862125.7m2，主要规划建筑物有酒店、高层住宅区、商业街、学校和幼儿园，机动停车位4920个。其中主题乐园屋盖长165.2m、宽148.5m，投影面积约2.5万m2。场馆三维视图如图1所示。整个项目特点主要是工程量大、节点复杂及工期短。该工程从2015年8月份开始深化设计，历时160余天完成施工目标。

项目总重量大约为2000t，构件数量近8000根，相贯节点处最多有8个，给加工制作、运输及吊装带来非常大的难度。在传统施工管理中，对于数目庞大的设计图纸及繁杂的构件信息时，仅仅依靠纯手工整理特别容易出现数据的丢失与重复，影响施工进度。

3 BIM技术在钢结构施工中的应用

3.1 现场安装

钢结构以其特有材料性质被越来越多的用在了一些跨度大、体型复杂的公共建筑上，这就对钢结构的安装精确度提出更高的要求。由于大尺寸的钢构件在运输和吊装时存在诸多不便，所以大型钢构件的现场拼接不可避免。钢结构在选择拼接点位置时非常关键，需要考虑多方面因素，如：运输车辆空间大小、吊车起重吨位、安装现场条件以及构件吊装时的稳定性等。以往钢结构拼接点的选择主要依靠工程师经验，给后期安装带来了诸多不确定性。

BIM软件(以Navisworks为例)可以在施工阶段对安装过程进行4D仿真模拟(即3维空间+时间)，将整个吊装过程按照先后顺序在虚拟场景进行预安装，检查安装过程中可能出现的一些安装操作空间不足的问题。问题出现后可以及时调整模型拼装节点，修改施工详图，避免返工造成费工费料。该软件其核心工作原理是将Revit建好模型以NWC格式输出，并在Navisworks中打开，在Timeliner功能模块中导入施工进度计划Project文件，并利用选择集功能将各个构件与Project文件中的WBS子项连接，完成4D模型的创建。在施工模拟过程中软件可以对每个关键节点的施工进度数据进行统计，为施工现场安装提供参考数据。

3.2 资源配置

传统资源管理中，项目人员往往通过从数量众多的二维图纸中人为划分各部分资源调配，再通过Project等软件进行输入整理，这种方式不仅容易出现人为的数据丢失及错误，而且在后期出现改动时就会比较麻烦，手动改动量较大，增长工期。而对于基于BIM平台的项目管理中，只需要从信息模型中就可以自动生成例如材料清单、人员配置及施工机械布置等信息。在具体操作中，只需要对与所需构件属性调为显性，再在其属性中添加时间节点，那么就很容易得到带有时间先后顺序的材料进场顺序列表。

在BIM平台的资源配置下，可以有效地对具有时间属性的构件进行调配，同时也有利于工厂预制与现场施工的沟通。由于提前建好了项目信息模型，对于在施工前期进行深化设计及工厂提前预制构件留下了充足时间，保证了构件等资源的及时供应。

3.3 全过程管理

BIM技术在钢结构工程中的应用，使得工程建设在设计工作当中就可以解决钢结构在构件制作与装配当中遇到的一些问题，但是无论是哪个工程，最重要的环节还是在施工现场的组织与管理上，对于钢结构工程就是构件的现场装配。所以，对于钢结构工程，除了在设计和制作环节当中可以应用BIM技术，利用BIM技术来管理好现场施工也是非常重要的。

总之，BIM技术在钢结构工程中的应用，可以实现精细化设计与精细化检验，从而保证了精细化施工，再加上BIM技术在钢结构工程管理上的应用，使得钢结构工程的建设效率得到了进一步的提升。随着BIM技术在工程领域的应用和普及，BIM技术一定会给工程带来一次彻底的革命。

[1]李凯，黄振邦，于培德.BIM技术在钢结构施工方案优选中的应用[J].钢结构，2015，11：88-93+82.

[2]曹晓罗，印晨曦，洪尹楠.BIM技术在钢结构工程施工中的应用[J].山西建筑，2016，16：55-56.