BIM在鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)中的應(yīng)用

        住建部發(fā)布的《2011~2015建筑行業(yè)信息化發(fā)展綱要》中，明確指出：在施工階段開展BIM技術(shù)的研究應(yīng)用，推進(jìn)BIM技術(shù)從設(shè)計(jì)階段向施工階段的應(yīng)用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減；研究基于BIM技術(shù)的4D項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)在大型復(fù)雜工程施工過程中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程的有效可視化管理。可見，BIM技術(shù)在施工企業(yè)中將得到快速發(fā)展和應(yīng)用。本文將簡(jiǎn)要分析和介紹BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。 

        鋼結(jié)構(gòu)施工從深化詳圖開始就和BIM緊密相連。設(shè)計(jì)院的藍(lán)圖是無法指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)直接加工制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝的，需要在專業(yè)的詳圖深化軟件中建模，深化出構(gòu)件詳圖（用于指導(dǎo)加工）和構(gòu)件布置圖（用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)定位拼裝）。以X-steel為例，一個(gè)完整的X-steel模型，就是一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的完整BIM模型，它包含整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)建筑的3D造型、組成的各個(gè)構(gòu)件的詳細(xì)信息和高強(qiáng)螺栓、焊縫等細(xì)部節(jié)點(diǎn)信息，可以導(dǎo)出用鋼量、高強(qiáng)螺栓數(shù)量等材料清單，使工程造價(jià)一目了然。需要指出的是，X-steel也是一款BIM軟件，很多對(duì)BIM不是很了解的同事，會(huì)認(rèn)為BIM就是revit軟件，其實(shí)這是一種片面的認(rèn)識(shí)。根據(jù)BIM定義，我們可以認(rèn)為含有建筑信息的模型，均可以稱為BIM。它區(qū)分于3D建模軟件的地方就在于擁有大量的建筑信息，可以供我們快速訪問。在鋼結(jié)構(gòu)施工中，BIM實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)外預(yù)加工，場(chǎng)內(nèi)拼裝的功能，而場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)外信息能準(zhǔn)確流通的關(guān)鍵，就在于都通過BIM模型獲取構(gòu)件信息。而實(shí)際上，建立模型的過程，是一次非常細(xì)致且全面的圖紙會(huì)審過程。設(shè)計(jì)院發(fā)出的圖紙中，往往沒有考慮到專業(yè)交叉、現(xiàn)場(chǎng)施工等問題，錯(cuò)漏碰缺較多，在模型的建立過程中，我們需要讀取圖紙中的所有信息，反應(yīng)到模型中，并結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，判定模型中的節(jié)點(diǎn)是否合理，現(xiàn)場(chǎng)施工是否能實(shí)現(xiàn)。將圖紙問題和施工難題在建模階段就予以解決，使后期施工的流暢性和經(jīng)濟(jì)性得到有效保證�？梢�，BIM在鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。

由于X-steel模型導(dǎo)入revit后，細(xì)部節(jié)點(diǎn)無法完全正確顯示，導(dǎo)致深化時(shí)建立的BIM模型無法向施工管理延伸。鋼結(jié)構(gòu)施工管理存在場(chǎng)內(nèi)和場(chǎng)外兩個(gè)區(qū)域，深化設(shè)計(jì)、加工制作、現(xiàn)場(chǎng)吊裝三個(gè)板塊，信息如何正確流轉(zhuǎn)十分重要。我們希望借助BIM這個(gè)模型工具，使得鋼結(jié)構(gòu)多區(qū)域多板塊的信息正確流轉(zhuǎn)。 

首先，在建立完整的BIM模型后，我們可以根據(jù)BIM作出精確的計(jì)劃。施工企業(yè)精益管理難以實(shí)現(xiàn)的原因在于海量的工程數(shù)據(jù)，管理者無法快速準(zhǔn)確獲取有用信息以支持資源計(jì)劃和管理決策，致使經(jīng)驗(yàn)主義盛行。在完整的BIM模型中，我們可以通過4D模擬施工，精確的分割任務(wù)，將很久以后的工期節(jié)點(diǎn)，細(xì)化到每天需要完成的工程量，可以很直觀的看出計(jì)劃是否合理，如圖1。并根據(jù)該工程量制定精確的人員、材料、機(jī)械計(jì)劃去達(dá)成該目標(biāo)，避免出現(xiàn)人材機(jī)不足影響施工計(jì)劃實(shí)施。在模型中排定的計(jì)劃與傳統(tǒng)的靠經(jīng)驗(yàn)制定的計(jì)劃有非常大的區(qū)別，它具有很強(qiáng)的可執(zhí)行性。因?yàn)橹贫ㄓ?jì)劃時(shí)獲得的信息均比較全面，施工過程中遇到的問題往往能提前暴露。一旦開始施工，管理人員的重心將由傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)解決問題向執(zhí)行計(jì)劃轉(zhuǎn)移，使計(jì)劃從制定到實(shí)施均具有較強(qiáng)的執(zhí)行力。在計(jì)劃制定后，參與鋼結(jié)構(gòu)工程的各方均從該模型中讀取信息，如圖2，加工制作廠可以清晰的從模型中獲得11月18日當(dāng)天需要完成的工作量。

 

圖1 任務(wù)列表

圖2 進(jìn)度信息讀取

 

        在工廠完成構(gòu)件加工后，將實(shí)際結(jié)束信息錄入模型中，參與各方管理人員均可直觀看出構(gòu)件加工情況。（這里需要BIM技術(shù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器支持，多方共享一個(gè)模型信息）。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)施工中，鋼構(gòu)件非常多，編號(hào)較為繁瑣，信息在深化設(shè)計(jì)、加工制作和現(xiàn)場(chǎng)吊裝管理的流通中多次傳遞，重復(fù)轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致工作效率較低，且容易出現(xiàn)信息傳遞疏漏。BIM模型將這三個(gè)板塊信息集中在一個(gè)模型中，信息一旦錄入模型，參與各方均可第一時(shí)間獲取最新信息。

        施工現(xiàn)場(chǎng)往往不止一個(gè)專業(yè)，鋼結(jié)構(gòu)施工和土建、幕墻等專業(yè)密切相關(guān)。在建筑市場(chǎng)專業(yè)細(xì)化的今天，BIM模型可以有效加強(qiáng)各專業(yè)間交叉施工的流暢性。在信息模型中，跨專業(yè)的工程師可以直觀的了解別的專業(yè)的施工信息，從中獲取與自身相關(guān)的信息，用于指導(dǎo)本專業(yè)施工。在屋面主采光頂施工過程中，幕墻專業(yè)可以直觀的看出鋼結(jié)構(gòu)工作面移交、本專業(yè)介入施工的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，并合理的組織人機(jī)材進(jìn)場(chǎng)施工計(jì)劃，如圖3。

 

圖3.施工節(jié)點(diǎn)示意圖

此外，BIM在合約算量、后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)中均發(fā)揮著巨大作用。從最初的時(shí)尚標(biāo)簽到追逐技術(shù)領(lǐng)先，BIM應(yīng)用即將走過炫耀的年代，返璞歸真的蛻變后，留給我們的是它強(qiáng)勁的革命性和簡(jiǎn)單的實(shí)用性。