鋼結構施工及風險管理中BIM技術的應用

金禮 于岳

一、BIM技術概述

BIM的核心在于創建信息模型，此項工作的實現依托于計算機輔助技術，可全面整合各類建筑工程信息，創建模型并為相關單位的日常工作提供指導，達到提升施工效率、深化管理質量的效果。鋼結構工程中，通過對BIM技術的靈活運用，可提升設計方案的可行性，確保施工質量，且BIM技術提供了一系列實用性工具，讓數據共享效率得以提升。

二、鋼結構工程存在的問題

1.鋼結構復雜

縱觀現階段鋼結構工程的發展狀況，普遍通過AutoCAD展開設計工作，此方式在現代化工程中的適應性明顯不足，工作效率偏低，存在工作量較大的問題。若遇到復雜曲線的設計工作，必須在三維軟件的支持下完成；深度設計中，若因施工需求發生變更，修改時將面臨巨大的工作量，明顯加重員工的工作負荷；絕大部分工作并不具備實際意義，僅是重復性的機械化工作，人員的投入與產出不成正比。與此同時，鋼結構自身就具有復雜性，含大量的節點，因此AutoCAD這一傳統方式難以滿足工程需求。

2.信息交叉多，協同作業難

鋼結構施工具有系統性，含多個專業領域的知識，為創造完整的結構體系，必然會存在各專業交叉施工的情況，此環節伴隨明顯的信息交叉現象；對于設計單位而言，要全面顧及各專業的技術要點，各設計單位要緊密協作，創建信息高度共享的途徑，針對信息做出系統性評估，從中發現問題并解決。而上述工作普遍采取的是紙質資料傳遞信息的方式，效率偏低，且信息的可靠性無法得到保證，加大了鋼結構工程的工作難度。

3.不確定因素多

從現階段建筑工程發展狀況來看，存在工期長、工作量較大的特點，因此項目實施難度偏大，存在大量不可控因素。例如，施工人員對于設計圖的認知不夠深入，未掌握設計要點；審查工作未落實到位便盲目施工；信息傳遞效率不高，各單位之間存在信息協同性欠佳的問題，隨之出現工期延誤現象；現場作業環境惡劣，不利于正常施工作業。總體上，建筑工程各環節都存在大量的不確定因素，加大了風險管理難度。

三、BIM技術在鋼結構施工中的應用

1.動態建模

BIM系統提供了豐富的工具，數據庫中包含了完善的信息，如各類構件的規格、應用場所等，根據需求調用相關數據，可創建鋼結構模型，即各類零件模型，將其組合后將形成整體化模型。

2.參數化設計

在BIM技術的支持下，各項功能都經過參數化處理，為用戶提供了便捷化操作環境，輸入尺寸數據后便可自動在數據庫中篩選信息，獲得與鋼結構節點相對應的參數，從而創建節點。若截面形狀等參數變化，節點將自動發生改變。此外，考慮到鋼結構形狀復雜的特點，而數據庫的信息相對有限，為用戶提供了自定義功能，可根據需求創建鋼結構構件。

3.可視化應用

依托于可視化管理功能，突破了傳統施工管理的局限性，為管理者提供更便捷的操作環境，可及時分享工程信息。建模過程中，鋼結構數據可導入軟件中，與之相對應的模型信息則會自動變化，即具備雙向關聯的特點。此時，用戶可分析可視化模型，將其與實際進度情況對比分析，針對不足之處做出調整。

4.信息共享管理

BIM技術提供了高效的追蹤功能，可實現對操作者及其具體工作的全程追蹤，及時獲得數據信息，有助于工程人員更準確地掌握各階段耗時情況，在此基礎上創建施工效率模型。對于管理者而言，可更為高效地提取數據。

四、BIM技術在鋼結構施工風險管理中的應用

1.施工階段的風險管理

鋼結構施工復雜度較高，因此風險管理尤為關鍵，相關管理者應從實際情況出發，準確認知風險，采取科學的處理措施。要求管理工作具有連續性，可貫穿至各施工環節。

（1）風險管理的階段性

根據建筑項目特點，可劃分為多個施工階段，與之相對應的風險管理也具有階段性的特點。對于管理者而言，需從各階段實際情況出發，生成風險決策模型，但實際工作中風險的反饋機制適應性不足，參與方之間溝通效率偏低。

（2）風險管理的低效性

建筑工程集多個項目于一體，含大量風險因素，因此風險管理工作必須建立在信息高效溝通的前提下。傳統管理模式中，信息傳遞普遍通過紙質文檔實現，或是口頭層面的闡述，致使風險管理進程緩慢，出現低效的特點。

（3）風險管理的增效作用

在傳統風險管理工作中，工作人員過渡局限于單一因素所帶來的影響結果，缺乏對多項因素的全方位考慮。但從實際情況來看，各類因素將產生相互作用，一旦缺乏風險關聯性分析，極容易引發嚴重后果。

（4）風險管理的被動性

根據工程經驗，傳統風險管理工作中易出現風險因素被忽略的情況，即管理者主觀選擇發揮出主導作用，若缺乏周到的考慮，易出現超出意料的風險，導致風險管理被動的局面。

2.BIM技術在風險管理中的應用

（1）決策階段

建筑項目始于決策階段，業主對各類方案對比分析，篩選出最佳方案。利用BIM技術提供的可視化功能，可實現對各類方案的對比分析，總結風險因素并明確各自的影響程度，以此為依據生成管理決策。通過BIM技術平臺，各參與方可將信息及時傳遞至決策方，篩選出最為可行的方案。

（2）設計階段

BIM技術中，三維模型含豐富的信息，將其關聯后可構建完整的建筑項目，若存在修改需求，與之相關聯的項目將實現自動化變更，提升了信息更新效率，并減少工作量。除此之外，三維模型還提供了碰撞模擬的功能，設計人員可針對管線做合理地調整，以減少后續維護工作量，此項功能解決了二維圖紙難以有效處理碰撞問題的痛點。關于整個模擬過程，具體為：建筑模型、結構模型、管道模型、電氣模型→BIM模型→碰撞分析→分析報告→報告審核→模型修改。

（3）施工階段

BIM技術為用戶提供了信息共享功能，為業主、設計單位、施工單位創造了高效溝通途徑，可達到數據高效傳遞與交流的效果。而在傳統方式下，溝通效率則明顯偏低。關于兩種方式的對比，具體如下圖所示。

溝通方式對比

此外，BIM技術還具備聯動施工進度的能力，即在三維模型的基礎上融入時間這一因素，以此創建4D模型，更為精準地反映施工進度。在4D模型的支持下，可將動態化跟蹤覆蓋至各類施工資源中，高效捕捉設計變更等問題，以便針對不足之處做出調整。

五、結語

綜上所述，在傳統鋼結構施工的基礎上引入BIM技術后，可提升施工流程的規范性，為建模、信息跟蹤與共享等工作提供高效平臺，成為風險管理的有力工具。因此，在類似的鋼結構施工中，BIM技術值得被采用，具有較好的應用前景。