BIM技术在钢筋工程量计算中的应用

张金玉

（上海城市管理职业技术学院，上海 200438）

摘要：BIM技术在建设工程项目中的应用越来越多，工程界对于BIM技术的价值有了更加深刻的理解和认识，BIM相关技术正在越来越多地应用到建设工程项目的各个阶段，在钢筋工程量计算方面，BIM技术发挥着越来越重要的作用，对于准确控制工程造价具有重要的意义。

关键词：BIM技术；钢筋工程量；平面整体表示法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）50-0071-03

引言：

BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）的概念最早在20世纪70年代提出，对其最早的定义是：建筑信息模型集成了所有的几何模型信息、功能要求和单元性能，将一个建筑项目整个生命期内的所有信息集成了一个单独的建筑模型中，而且还包括施工进度、建造过程、维护管理等过程信息[1-2]。近年来BIM技术得到了快速的发展，在建设工程界BIM技术得以广泛应用和推广，BIM技术对于建筑业的技术革新作用和意义已经在全球范围内得到了工程界人士的认可，对于BIM技术研究和应用的推广也成为当前建筑业的一个热点话题，在国家政策方面，BIM技术也得到了国家的鼓励和推广，基于BIM技术的相关应用软件也如雨后春笋般迅速发展，并应用到建设工程领域的各个阶段，得到建设工程项目各方主体的逐步认可。BIM技术相关规范在不断颁布于完善中，在当前国内外大型项目中，如上海迪斯尼乐园项目、上海中心大厦等著名建设工程项目中，BIM技术都发挥了重要的作用，成为建设工程界学习借鉴的成功典范，可以说BIM技术的发展，为建筑业带来了一次技术发展的革命。

一、BIM技术的特点

1.BIM技术是一种多维度的数据信息模型，基于BIM技术的建筑信息模型，将传统2D、3D建筑信息结合时间、造价等因素，可以全方位展示建设工程项目信息，将建设工程项目以更加多维的角度展示在建设工程参与方面前。通过将建筑设计方案动态、可视化展示，使业主和施工方、监理方等都能直观地理解设计方案，通过对建设项目的详细了解，进行“碰撞检查”等，确认设计方案的施工可行性，从而避免施工过程中的设计变更及索赔等事项，让建设项目各参与方在同一信息平台上对项目进行项目管理，达到协同工作、信息共享、高效沟通的目的，这是对于项目的顺利进行是十分有利的因素。

2.BIM是可视化设计和分析技术，对建设项目的模型进行定义，在设计阶段即可完成项目的三维展示，并能实现三维漫游、材质纹理、透明度、动画等真实模型的显示功能，通过对建设项目全方位的展示，实现在项目策划、运行和维护的全生命周期中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。应用BIM技术对建设工程项目建模之后，建设项目的数据库即形成，自建设项目的设计阶段开始，贯穿项目的全生命周期，建设项目各参与方均能通过视觉直观了解项目项目，弥补了传统设计方式的不足，避免了建设项目各参与方对于建设工程项目的理解偏差。

3.BIM技术体现协同工作的过程，建设项目的顺利推进需要业主、设计单位、施工单位等各方的协调和配合，BIM模型的数据库可以覆盖项目各阶段的数据需求，保证项目各参与方在不同阶段不同专业之间的协同工作，设计阶段的数据模型可以无缝地传递给施工阶段，从而实现项目各参与方的数据同步与有效协同，同时施工阶段的数据模型也可以顺利传递到建设工程项目的运营维护阶段，为项目的智能维护管理及物业管理等提供便利。BIM技术为项目的整体协同工作提供了平台，有利于提高工作效率和产品的质量，最终节约成本和资源，提升工程建设的精细化管理水平，也为项目方案优化及项目的一体化管理奠定了基础。

二、BIM技术在建设工程项目中的作用

1.碰撞检测与施工模拟。BIM技术为建设工程项目建筑、结构、机电等建立模型，这些模型之间可以进行各专业的碰撞检测与施工模拟，实现在施工之前能及时进行结构构件与管线布置之间的碰撞检测和分析，并通过模拟施工过程，及构件的动态模拟安装，及时发现各专业的设计中存在的矛盾，从而减少施工中的施工设计变更，及时优化施工方案，调整资源配置。同时对于建设项目施工过程的动态模拟，可以更好掌握项目的施工进度，实现对于建设工程项目的主动控制，自动对比和分析计划进度与实际进度之间的偏差，并及时调整施工方案，保证项目的顺利进行。

2.工程项目的深化设计。在建设工程项目的设计阶段运用BIM相关软件，建立包含项目所有特征的虚拟建筑模型，使建筑师拥有了更加快速、高效的设计过程，由于BIM模型的可视化特征，使建筑项目全方位得以展示，能充分体现设计师的设计意图。对于设计团队来讲，设计人员不再是各自为战，能充分体现设计团队的协同合作，能有效避免各专业设计之间的矛盾，有利于增强设计团队对于建筑项目的理解，根据BIM模型碰撞检测的分析结果，直接在软件中对建筑、结构、水电暖及设备等专业设计进行调整、细化和完善，保证建设工程项目的设计深度。

3.4D施工项目管理。在传统的建设工程项目的施工过程中，当发现工程设计不合理，或者根据业主需求需要变更设计时，则需要回到设计阶段进行工程变更，再由施工单位根据设计变更进行施工，这样的变更方式为施工项目管理带来了不便，会造成工程项目进度的拖延、费用的增加等问题，不利于资源的合理有效利用。基于BIM的施工项目管理采用BIM模型承载了建设工程项目的所有数据信息，能通过3D、4D或者5D的模型直观进行施工管理，提前预判施工方案的可行性，及时对于施工中可能出现的矛盾点进行协调修正，将BIM模型与施工现场紧密结合在一起，实现BIM模型与施工进度、材料、设备、安全、质量以及场地布置的統一管理，实现施工过程的4D可视化模拟。在上海中心大厦等国内重点项目中基于BIM技术的施工项目管理得到应用并获得工程界的一致认可，在项目进展过程中基于BIM的信息管理系统，在项目的设计、施工、运营和维修的全过程中有效控制信息采集，支持项目管理者进行规划、协调和控制。

4.基于BIM的项目造价管理。BIM模型承载着建设工程项目的所有数字信息，是一种信息集成工具，当前基于BIM技术的工程量计算软件正在迅速发展，借助于数据与BIM模型的双向链接，建立清晰的业务逻辑和明确的数据交换关系，实现工程造价管理的效率提升，快速完成工程量的计算以及施工过程中设计变更及变更后工程量的调整，同时，基于BIM工作平台，可以实现工程造价的快速精细统计分析，这为工程造价管理方法带来了新的变革，让造价分析能力得到了质的提升，为工程造价控制领域带来了新的技术革命。

三、BIM技术发展状况

BIM技术的应用始于美国，美国总务管理局于2003年陆续发布了系列BIM指南，之后BIM技术开始兴起，有关BIM技术的相关标准和规范逐渐完善，BIM技术也逐步应用于大型建设工程项目中。同时BIM技术在德国、日本等国家也相继发展起来，并在全国范围内进行应用推广，使BIM技术的应用扩展上升到政府推进的层面，在大型重点项目中BIM技术的应用更是得到了相关各方的支持和认可，可以说BIM正在引发一次史无前例的彻底变革。BIM这种全新的理念和技术在我国的应用起步相对较晚，且受到企业项目管理模式及水平的限制，BIM在建设工程项目中的推广和应用相对比较缓慢。然而，近年来随着我国政府的重视，以及行业发展的需求，BIM技术的深层次研究和推广得到了较快的发展，有关BIM的技术规范和标准也相继出台，在我国大型重点项目中BIM技术发挥了重要的作用。如今在我国上海等经济技术发达地区，BIM技术的应用和推广已经成为建筑行业的发展趋势，上海市更是在2015年成立专门建筑信息模型技术应用推广联席会议办公室，制定相关政策推动BIM技术发展三年发展计划，力争在2017年实现在一定规模的工程建设中全面应用BIM技术。

四、BIM技术对钢筋工程量计算带来的影响

1.内置钢筋工程量计算规则，提高造价人员工作效率，钢筋工程量一般是按照构件内钢筋的质量计算，单位为吨，计算规则本身似乎并不复杂，但是在计算过程中需要注意的问题很多，需要根据建筑物的抗震等级等信息，依据建筑物的结构施工图，根据图纸上以平面整体表示法标注的钢筋信息，以及根据构件结构类型遵守构件钢筋的排布规则，综合以上各方面的知识，造价人员将构件中各种钢筋分别绘制钢筋形状简图，并根据构件在结构图中的尺寸具体计算钢筋简图中各部位钢筋的长度，以及该类型钢筋在构件中的数量，在计算出钢筋的总长之后，还需要将构件内钢筋的总长乘以该型号钢筋的理论重量，得出钢筋的质量并换算成单位吨，整个计算过程较为烦琐，且要求工程造价人员具有建筑结构、平面整体表示法识图以及施工现场钢筋排布等方面的综合素质，这对工程造价人员来讲是一项综合性的较高的素质要求。而基于BIM技术的钢筋工程量计算，能将上述钢筋工程量计算过程中所需要的各种计算规则，及构件构造要求内置在软件中，因此，工程造价人员在计算工程量时，只需要在软件中设置好相关信息，并通过在软件中“抄图”，即抄写图纸中构件的平面整体表示方法的集中标注和原位标注等信息，以及通过“导图”，即将CAD图纸，或者基于Revit软件设计的图纸直接导入到基于BIM的钢筋工程量计算软件中，通过相关的操作进行整理，便可以实现构件钢筋工程量的计算，不再需要造价人员费心费力记忆相关标准和规范，从而将造价人员从繁重的钢筋工程量计算中解脱出来，极大地提高了工程造价人员的工作效率。

2.构件三维显示，直观体现钢筋形状，建设项目钢筋工程量的计算以及审核在实际操作过程中容易出现争执，很重要的一个原因在于钢筋计算过程中，受造价人员知识认知的限制，对于钢筋的布置和形状有不同的理解，而在各方沟通的过程中，对于钢筋形状的表述也容易出现理解上的偏差，造成沟通效率的低下。而基于BIM技术的钢筋工程量计算软件具有强大的3D显示功能，不但能通过三维方式显示构件本身的空间立体形状，而且可以直观展现构件内各类型钢筋的空间形态，甚至所有钢筋的型号以及钢筋的纹理都可以直观地展示出来，同时可以实现构件钢筋的360°旋转，让造价人员可以全方位观看构件内各种钢筋之间的空间关系，钢筋形状在空间上的角度，以及钢筋的绑扎搭接、焊接点个数等都表现得十分详细，这样对于造价人员理解以及解释钢筋工程量计算来讲都是十分便利的，对于钢筋工程量计算效率的提升是极大的帮助。

3.设计变更发生后，方便随时调整工程量，构件内钢筋的排布必须符合相关规范，保证建筑物结构的安全性、稳定性、耐久性，因此钢筋在构件内的锚固长度，以及钢筋的搭接长度等均必须符合规范的强制性要求，然而，在建设工程项目施工过程中，设计变更的发生往往是难以避免的情形，一旦发生设计变更，则钢筋工程量的计算就必须相应进行调整，而受到钢筋排布规则、钢筋定尺长度、钢筋锚固长度等因素的影响，设计变更导致的钢筋工程量的调整往往不局限于本层构件的钢筋工程量，也会影响到相邻层钢筋工程量的调整，因此如果采用传统钢筋工程量计算方式来讲，每一项工程变更对于工程造价人员来讲都是一个较为繁重的工作负担，给工程造价人员提出了不小的挑战。而在BIM技术平台里，由于所有的计算规则已经内置在软件的算法中，当发生变更时，只需要按照变更之后图纸的情况对于构件模型进行重新设置，则计算机会自动完成构件内钢筋工程量的计算调整，而且这种调整是针对整个建筑项目同时进行的，对于变更所影响的相邻层，以及构件钢筋的锚固形式的变化调整可以一步到位。[3]

4.内置各种钢筋工程量报表，查看、导出钢筋工程量简单快捷，建设项目钢筋工程量的计算，对于建设项目各方以及在建设工程项目的各个阶段来讲，往往需要以不同的方式汇总查看钢筋工程量，按照传统钢筋工程量计算的方式，对于上述按照不同方法对于钢筋工程量的汇总并不是非常容易的事情，且在汇总过程中比较容易出错。基于BIM技术的钢筋工程量计算平台可以便利地解决不同类型钢筋工程量汇总的问题，在基于BIM技术的钢筋工程量计算软件中，内置了多种钢筋工程量报表，在汇总计算过钢筋工程量之后，可以十分便利地按照各種方式随时查看钢筋工程量，满足建设项目各方及各阶段的钢筋计算需求。同时，BIM模型承载的各类构件钢筋信息，在完成钢筋工程量计算之后可以Excel表格等方式便利随时导出，这样导出数据之后，即便在没有BIM技术专业软件的支持下，工程造价人员也可以随时查看并利用钢筋工程量的计算数据，提升了工程造价人员的工作效率。

五、结束语

在建筑业中推行BIM技术已经成为行业的大势所趋，随着建筑业在国民经济中的快速健康发展，建设工程项目规模越来越大，建设结构形式也越来越复杂，同时对于建设工程项目造价的控制也亟待更新方法。对于建设工程项目中用量较大、价格较高的钢筋工程量的计算，由于其特有的计算方法，以及面对工程造价人员较为难以掌握的计算规则，用手工计算钢筋工程量已经完全不能再适应现阶段的发展趋势，BIM技术的发展，由于其庞大的数据承载性，已经特有的构件模拟等技术，为钢筋工程量的计算带来了巨大的便利，而且对于工程变更的应对更加轻松自如，因此，作为工程造价从业人员来讲，学习、适应并掌握BIM技术在钢筋工程量计算中的应用已经成为一项必须掌握的基本技能。

参考文献：

[1]刘占省，赵明，徐瑞龙.BIM技术在我国的研发及工程应用[J].建筑技术，2013，44（10）：893-897.

[2]张建平，李丁，林佳瑞，颜钢文.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术，2012，41（16）：10-17.

[3]韩学才.BIM在工程造价管理中的应用分析[J].施工技术，2014，（18）：97-99.