【摘要】本文通過對BIM技術(shù)特點(diǎn)的分析，明確了在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中應(yīng)用BIM技術(shù)的重要性，并對BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的模型建造、詳圖創(chuàng)建、成本核算、施工管理以及后期運(yùn)營維護(hù)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；BIM技術(shù)；應(yīng)用

隨著我國城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展需求，因此在建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工中一些先進(jìn)的施工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，BIM就是目前建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中運(yùn)用比較多的一種先進(jìn)技術(shù)。

1.BIM技術(shù)概論

BIM技術(shù)是于2002年由美國Autodesk公司提出的一種建筑信息模型技術(shù)，主要是通過計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)來模擬仿真建筑物，可以在工程設(shè)計(jì)、建造、管理等諸多方面被應(yīng)用的一種數(shù)據(jù)化工具，是用來形容以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)�？梢詫φ麄�(gè)工程項(xiàng)目從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到管理的全過程進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了把使用標(biāo)準(zhǔn)的理念轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)據(jù)的操作軟件[1]。

2.BIM技術(shù)優(yōu)勢

BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用，主要是為了實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)工程的各個(gè)階段的可視化、信息化管理，以及完善信息數(shù)據(jù)庫。因BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等特點(diǎn)，所以目前被廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程中。

2.1可視化管理

運(yùn)用BIM技術(shù)可以通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的3D模型建設(shè)，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的可視化管理，同時(shí)還能夠加強(qiáng)構(gòu)件的精確度。而且通過3D模型能夠讓設(shè)計(jì)者更加直觀地觀察到不同結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的連接，從而對未來施工中所要面對的問題更加清晰。另外，平面、立面、剖面三者之間還能夠通過3D模型實(shí)現(xiàn)有效關(guān)聯(lián)，從而確保設(shè)計(jì)者在考慮參數(shù)對整體構(gòu)型的影響的基礎(chǔ)上對參數(shù)進(jìn)行更改。在BIM模型中很多傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中看不到的細(xì)節(jié)或者隱蔽部分會充分地展示出來，可以讓相關(guān)工作人員可以更直觀地了解鋼結(jié)構(gòu)工程中的相關(guān)信息，從而保證能夠及時(shí)對不合適的參數(shù)進(jìn)行修改，為項(xiàng)目建設(shè)提供更為方便快捷的溝通工具。

2.2協(xié)調(diào)性管理

協(xié)調(diào)性一直以來都在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中占據(jù)著非常重要的地位，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目比較復(fù)雜，且涉及專業(yè)較廣，通過運(yùn)用BIM技術(shù)中的3D/4D/5D模型進(jìn)行相應(yīng)的項(xiàng)目管理，不僅可以增加工作人員之間的溝通，同時(shí)還可以避免工期延誤情況的出現(xiàn)，其對于提高工作效率等有著重要意義。運(yùn)用BIM技術(shù)建立3D模型，可以對工程中相應(yīng)的構(gòu)件和連接進(jìn)行更加直觀的檢查，從而準(zhǔn)確地掌握施工過程中可能會發(fā)生的一些問題，同時(shí)能夠有效地減少技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員的工作量，從而提升施工效率。4D模型可以模擬鋼結(jié)構(gòu)施工中的構(gòu)件吊裝以及相應(yīng)的施工方案，在設(shè)計(jì)和施工方案討論中可以更明確地確定最優(yōu)的施工方案。通過5D模型的建立能夠使施工造價(jià)更加準(zhǔn)確，從而使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到更好的保障。

2.3促進(jìn)項(xiàng)目優(yōu)化

運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠使整個(gè)項(xiàng)目工程的信息數(shù)據(jù)更加完善，同時(shí)也使數(shù)據(jù)傳遞更加快捷，提高工程的實(shí)施效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的優(yōu)化。另外，在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中運(yùn)用BIM技術(shù)能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)工程中存在的安全隱患，使工程得到更加安全的保障。

3.鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的難點(diǎn)

在建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，由于其自身的工程特點(diǎn)，傳統(tǒng)的施工方法在某些方面是很難滿足工程需求的。例如，鋼結(jié)構(gòu)施工工藝復(fù)雜，測量放線難度大，而且對施工的精度要求高，同時(shí)對施工設(shè)備的要求也非常高。另外，環(huán)境因素對鋼結(jié)構(gòu)的施工影響是比較大的，構(gòu)件下料會受到溫度的影響。

4.BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的具體應(yīng)用

4.1在模型建造中的應(yīng)用

在對建筑工程模型進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體建模，使整個(gè)項(xiàng)目工程的實(shí)施過程能夠更加直觀地體現(xiàn)出來，鋼結(jié)構(gòu)BIM模型包含了整個(gè)工程的節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、材料等信息。而且，建筑施工單位在構(gòu)建模型時(shí)可以根據(jù)客戶對于施工項(xiàng)目的要求來選擇合適的計(jì)算機(jī)軟件，然后根據(jù)設(shè)計(jì)出來的建筑模型對設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，這樣能夠有效地提高建筑工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性。

4.2在詳圖創(chuàng)建中的應(yīng)用

通過BIM技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的詳圖創(chuàng)建，利用三維投影可以自動(dòng)生成包括構(gòu)件圖、節(jié)點(diǎn)圖等所有施工詳圖，使設(shè)計(jì)圖中體現(xiàn)所體現(xiàn)的信息數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，這樣能夠有效地提高施工設(shè)計(jì)的可行性。其實(shí)，BIM建模等同于虛擬施工，因?yàn)閳D紙中所有的幾何參數(shù)都是利用三維實(shí)體模型直接投影產(chǎn)生的，所以存在誤差的可能性極小，因此BIM建模和實(shí)際施工相差無幾。通過這樣的建模方式，能夠有效地對施工過程中可能會遇到的問題和困難做出更加準(zhǔn)確的預(yù)判，提前做出解決方案，從而保證工程的施工能夠順利進(jìn)行[2]。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程的詳圖深化主要由以下三個(gè)步驟完成：4.2.1搭建實(shí)體模型布置軸線，根據(jù)截面類型、幾何參數(shù)搭建三維實(shí)體模型。4.2.2進(jìn)行加工、安裝處理根據(jù)設(shè)計(jì)藍(lán)圖并結(jié)合工廠、現(xiàn)場以及土建相關(guān)條件對結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造進(jìn)行加工和安裝處理。4.2.3碰撞校核對三維實(shí)體搭建的模型進(jìn)行“碰撞校核”，檢查模型中存在的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，并以此為依據(jù)撰寫碰撞報(bào)告，交由設(shè)計(jì)人員核實(shí)修正。由于實(shí)行動(dòng)態(tài)過程控制，使得以上每個(gè)階段都得到了較為精準(zhǔn)的校核。4.2.4基于BIM技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)施工圖傳統(tǒng)設(shè)計(jì)出圖都是由單一專業(yè)各自出圖，一旦處于上游的專業(yè)對本專業(yè)圖紙進(jìn)行修改，很可能導(dǎo)致下游專業(yè)的圖紙也需要修改，這無疑大大增加了返工作業(yè)，導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)。基于BIM技術(shù)的工程設(shè)計(jì)，各個(gè)專業(yè)協(xié)同工作把各自專業(yè)的信息輸入BIM模型，并從模型當(dāng)中提取本專業(yè)所需的信息。某一專業(yè)對BIM模型進(jìn)行修改，其他專業(yè)的相關(guān)信息也會自動(dòng)進(jìn)行修正。

4.3在成本核算中的應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)的工程項(xiàng)目中，成本核算是一項(xiàng)非常重要的工作，也是一項(xiàng)比較難的工作。在傳統(tǒng)的人工成本核算中，存在工作效率低、精準(zhǔn)度不夠等問題。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目的建設(shè)周期比較長，而且負(fù)責(zé)核算的人員面臨的工作量也比較大，在施工過程中還會出現(xiàn)一些意外的狀況，這就導(dǎo)致一般項(xiàng)目很難按照季、月來分析統(tǒng)計(jì)成本，從而造成施工管理中的一些問題不能及時(shí)地被發(fā)現(xiàn)。而且，鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目本身就具有復(fù)雜性、多樣性的特點(diǎn)，所以人工統(tǒng)計(jì)出來的數(shù)據(jù)經(jīng)常會出現(xiàn)失真、漏項(xiàng)、自己錯(cuò)項(xiàng)多的情況，這也是一些原本以為能夠盈利的項(xiàng)目到最后卻發(fā)生虧損的主要原因之一。另外，每一個(gè)項(xiàng)目的成本掌控在實(shí)際上都是由項(xiàng)目部控制的，這也是企業(yè)運(yùn)營中存在一種風(fēng)險(xiǎn)。而運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行成本核算，可以獲得更加完整的信息數(shù)據(jù)，從而能夠有效地避免因?yàn)閿?shù)據(jù)的不完善而造成的核算失真，工作效率要比傳統(tǒng)的核算方式提高很多。而且，使用BIM技術(shù)進(jìn)行成本核算時(shí)，需要實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息，這樣可以有效地提高準(zhǔn)確性。另外，通過BIM模型對實(shí)際成本數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，很容易發(fā)現(xiàn)實(shí)際成本數(shù)據(jù)缺失的項(xiàng)目，監(jiān)督成本實(shí)際數(shù)據(jù)的填補(bǔ)。通過BIM技術(shù)進(jìn)行成本核算，只要將材料的單價(jià)和人工費(fèi)加入，就可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的工程量管理，可以準(zhǔn)確地計(jì)算工程成本。

4.4在施工管理中的應(yīng)用

深化設(shè)計(jì)、加工制作、現(xiàn)場吊裝是鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的三個(gè)主要階段，有效的信息傳遞能夠使這三個(gè)階段順利地進(jìn)行銜接，所以信息傳遞在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中是非常重要的。而運(yùn)用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)施工管理信息的搭建，保障施工中的各個(gè)階段能夠進(jìn)行有效的銜接。例如，在進(jìn)行BIM模型搭建時(shí)，對整個(gè)工程的數(shù)據(jù)進(jìn)行了輸入，那么施工單位在編制施工組織或者施工進(jìn)度計(jì)劃的時(shí)候就能夠快速地獲得所需要的數(shù)據(jù)信息。而且，通過4D模型可以模擬實(shí)際的施工過程，能夠?qū)�工程量進(jìn)行精細(xì)化分割，從而使管理人員能更加準(zhǔn)確地判斷施工計(jì)劃的科學(xué)性，并且能夠及時(shí)地找出其中的問題。根據(jù)對工程量精細(xì)化分割制定勞動(dòng)力、材料、機(jī)械等資源計(jì)劃安排，以便去完成預(yù)定目標(biāo)，避免出現(xiàn)資源計(jì)劃安排不夠充足而影響施工計(jì)劃的實(shí)施。運(yùn)用BIM技術(shù)能夠獲得全面的工程信息在進(jìn)行，施工計(jì)劃編制時(shí)就能夠發(fā)現(xiàn)施工過程當(dāng)中可能會出現(xiàn)的問題，這樣就能夠及時(shí)對計(jì)劃做出調(diào)整并提前制定出解決問題的方案，從而保障編制計(jì)劃的可執(zhí)行性。另外，與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，管理人員不需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去解決施工過程中出現(xiàn)的問題，只要做好施工的計(jì)劃和執(zhí)行，就能夠保障工程的順利實(shí)施，這樣不僅減輕了工作人員的壓力，還使工程建設(shè)的效率和質(zhì)量得到了有效的提高。

4.5在后期運(yùn)營維護(hù)中的應(yīng)用

信息滯后一直是傳統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目后期運(yùn)營維護(hù)中的一個(gè)重要問題，通過BIM技術(shù)可以有效解決這個(gè)問題。利用BIM技術(shù)可以將在建設(shè)項(xiàng)目運(yùn)營階段對結(jié)構(gòu)損傷、材料劣化等信息進(jìn)行搜集，從而能夠有效完善后期的維護(hù)工作。并且運(yùn)用BIM能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物業(yè)管理與樓宇設(shè)備的智能化管理、可視化管理、以及能耗分析和節(jié)能控制。

5.結(jié)語

通過分析和研究得知，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠有效地推動(dòng)我國建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展。基于此，本文對BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的模型建造、詳圖創(chuàng)建、成本核算、施工管理以及后期運(yùn)營維護(hù)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討，并提出了相應(yīng)的建議，希望能夠有助于鋼結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]廖俊君.BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的應(yīng)用研究[J].四川水泥，2020（01）：349.

[2]郭海安，方偉.BIM技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019（22）：38-39.