BIM技術在建筑鋼結構施工過程中的應用

林維銘

摘 要：目前我國鋼結構的建筑規模不斷擴大，同時鋼結構建筑的風險因素與風險系數也有逐漸攀升的趨勢，因為工程圖紙數量巨大、工作量較大，信息的溝通不及時，各種管理困難不斷出現、而建筑工程涉及主體眾多，施工周期較長，在施工期間存在各種不確定要素，所以尋找新的方法改進管理是一個必不可少的途徑。本文對BIM技術在建筑鋼結構施工過程中的應用進行探討。

關鍵詞：BIM技術；可視化；全壽命周期；房屋建筑；鋼結構

一、BIM技術的優缺點

為了更好的介紹BIM技術，以及為了更好的像同行業展示BIM技術在鋼結構項目管理中的優勢，本文首先系統的梳理一下BIM技術的優缺點。

1、BIM的優點

（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。BIM也可以建立5D模型，對施工過程中的成本加以控制，這樣可以合理的確定工程造價，并且產生良好的經濟效益。

（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。

2、BIM的缺點

（1）BIM技術對電腦性能的要求比較高，如果對一個項目完全使用BIM來進行設計、施工和管理，那么需要配置性能良好的工作站，這樣需要項目在初期投入較大資金進行工作站以及服務器的購置。

（2）BIM技術在我國，相對而言還是較為不成熟的，行業內部懂BIM技術的人才也較為匱乏，急需培養大量的BIM工程師。

（3）目前國內關于BIM技術應用的規范編制相對滯后，這也是制約BIM技術發展的一個根本原因，因此需要有成體系的規范來指導設計、施工和管理。

二、BIM技術在施工過程中的應用

1、鋼結構施工過程中的難點

（1）鋼結構施工工藝復雜，測量放線難度大，而且對施工的精度要求高。故傳統的施工方法，有時候很難滿足工程的需要。

（2）在施工過程中，容易受到環境的影響，比如熱脹冷縮對構件下料的影響。對施工設備的要求高，如果將BIM技術應用進來，可以模型現實中可能存在的問題，以便后續的控制。

2、BIM在鋼結構施工過程中的應用

（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。

三、BIM技術應用于鋼結構施工風險管理

1、鋼結構施工風險管理

1.1風險管理的階段性

以往的建筑類工程項目管理通常具有典型的階段特征，這一特征體現在風險控制領域就使得風險管控工作需要以不同階段的風險為管理對象，建筑施工管理人員針對具體階段的風險制定風險預防策略或應對機制。

1.2風險管理的低效性

當前，建筑結構細化趨勢與建筑規模擴大趨勢使得風險管理要素迅速增加，這就使得施工班組間的合作需求更為強烈，加強各個施工方面與管理人員的溝通和合作成為必然。在以往的建筑工程施工中，通常選擇紙質文件作為溝通介質，這就使得風險管理效率低下，導致管理效果不佳。

1.3風險管理的片面性

工程風險廣泛存在于讀個施工進程和施工方面之中，所以其管理必須遵循整體性與系統性的原則來展開。但是受到信息數量、質量限制和個體處理問題能力限制的影響，風險管理者很難對風險要素進行一個完整的把握，綜合效果不佳，間接影響到了風險預測的及時性與準確性。

1.4風險管理的被動性

綜合上述三點，在傳統的風險管理實踐中，風險管理整體性缺位，風險管理效率較低，難以做到對風險的有效預測，使得風險管理處于被動的局面，無法實施主動風險管理，也就不能發揮出風險管理的功能。

四、BIM技術應用于風險管理

1、決策階段

BIM可以應用于風險管理的多個階段，其在決策階段的應用主要體現在對提供方案的可行性分析及不同方案的對比分析，以判斷最優方案。通過可視化分析展示工程設計，BIM可以按照用戶提供數據，構建分析模型，實施對方案的完整分析，并且發現其潛在風險，明確成本控制，將這些信息以一定的方式呈現出來，輔助決策。

2、設計階段

在設計階段中，利用BIM技術可以搭建目標建筑的主體模型和具體的電氣、管道系統的模型，繼而展示出整體的組合模型，這一技術的一個典型優勢就是在面對工程變動時，可以在子模型中實施修改，這樣就可以在很大程度上減少工作量。而利用模擬碰壁分析技術則可以解決那些圖紙無法解決的部分，依據報告審核完成有關修改，降低后期修改的可能。

3、施工階段

在施工階段，選擇BIM技術可以充分利用其共享功能，加強業主、設計單位、施工方、監理人員等多個項目方的交流。BIM技術還可以將建筑模型和施工時間融合起來構建一個四維模型，實現施工可視，有利于把握施工進度。

結束語

通過上面的分析，可以得到如下結論：

（1）BIM技術在結構施工中，具有可視化、協調性強和模型準確等優點，可以方便施工管理，但是目前BIM專業技術人才偏少，有必要加強對專業人才的培養和培訓。

（2）鋼結構施工比傳統的混凝土施工復雜，所以在目前的施工中，存在很多問題，較難對工程的質量進行把控。

參考文獻

[1]王培鑫.探析建筑結構設計中BIM 技術的應用[J]. 建材與裝飾，2017，33（ 8） ：97-98..

[2]劉學賢，李泳辰.BIM 技術在航站樓項目中的應用—以青島膠東國際機場T1 航站樓為例[J]. 城市建筑，2017（ 14） ：56-59.

[3]邊延凱，高偉，林沂，等. BIM 在國內建筑項目全生命周期中的應用研究與進展[J]. 天津城建大學學報，2017，23 （ 5） ：356-362.