BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用

林维铭

摘 要：目前我国钢结构的建筑规模不断扩大，同时钢结构建筑的风险因素与风险系数也有逐渐攀升的趋势，因为工程图纸数量巨大、工作量较大，信息的沟通不及时，各种管理困难不断出现、而建筑工程涉及主体众多，施工周期较长，在施工期间存在各种不确定要素，所以寻找新的方法改进管理是一个必不可少的途径。本文对BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用进行探讨。

关键词：BIM技术；可视化；全寿命周期；房屋建筑；钢结构

一、BIM技术的优缺点

为了更好的介绍BIM技术，以及为了更好的像同行业展示BIM技术在钢结构项目管理中的优势，本文首先系统的梳理一下BIM技术的优缺点。

1、BIM的优点

（1）可视化，能够通过计算机建模将钢结构的3D模型展示出来，该模型精确度，可视化强，能够清晰的看到结构与构件，构件与构件的连接。而且钢结构的3D模型构件的平面、立面、剖面之间是关联的，如果你改了平面图上的尺寸或者节点，那么立面和剖面也会跟着发生变化。同时，BIM模型也能够展现钢结构的节点细节以及隐蔽部分，方面的设计以及施工阶段工程师的修改。

（2）具备项目管理的3D/4D/5D模型的模拟性。BIM可以建立3D模型对结构的构件以及连接进行检查，能够发现在施工中可能遇到的问题。BIM也可以建立4D模型，模拟钢结构施工过程中构件吊装以及合理施工方案，可以方便的确定项目的施工方案。BIM也可以建立5D模型，对施工过程中的成本加以控制，这样可以合理的确定工程造价，并且产生良好的经济效益。

（3）可以优化项目以及具有良好的协调性，能够使工程中所有的数据进行交互，可以方便的完成项目的优化，不需要花费太多的时间进行各专业的配合。能够缩短工期，同时也可以发现工程中的安全隐患，为工程的安全进行提供帮助。

（4）可以实现良好的经济效益。通过合理的安排施工进度，以及合理的配置人工和材料以及投资，能够实现对该项目的成本控制。

2、BIM的缺點

（1）BIM技术对电脑性能的要求比较高，如果对一个项目完全使用BIM来进行设计、施工和管理，那么需要配置性能良好的工作站，这样需要项目在初期投入较大资金进行工作站以及服务器的购置。

（2）BIM技术在我国，相对而言还是较为不成熟的，行业内部懂BIM技术的人才也较为匮乏，急需培养大量的BIM工程师。

（3）目前国内关于BIM技术应用的规范编制相对滞后，这也是制约BIM技术发展的一个根本原因，因此需要有成体系的规范来指导设计、施工和管理。

二、BIM技术在施工过程中的应用

1、钢结构施工过程中的难点

（1）钢结构施工工艺复杂，测量放线难度大，而且对施工的精度要求高。故传统的施工方法，有时候很难满足工程的需要。

（2）在施工过程中，容易受到环境的影响，比如热胀冷缩对构件下料的影响。对施工设备的要求高，如果将BIM技术应用进来，可以模型现实中可能存在的问题，以便后续的控制。

2、BIM在钢结构施工过程中的应用

（1）搭建BIM的结构信息管理框架，用于在钢结构施工全寿命施工过程中的信息管理，以方便参与建设的勘察、设计、施工、监理和质检部门之间的信息沟通，进而实现成本的全寿命控制。

（2）传统的成本控制主要是通过工程概预算人员进行，效率低下而且有时候精度不够。通过第一步的结构信息管理模型的模型，只要将材料的单价和人工费加入，就可以实现结构的工程量管理，可以准确的计算工程成本。

（3）BIM技术中NavisWork ，可以提供漫游功能，能够模拟在施工中可能出现的施工问题，然后可以提供较好的施工方案，用以避免工程中的安全以及质量事故。

（4）建筑在施工过程中，是一个复杂的工程，如钢结构构件、管道和设备很容易在三维空间内发生碰撞，通过NavisWork功能，可以将构件间的位置进行合理的布置，以方便施工。

（5）建立的信息模型可以与手持终端连接起来，能将BIM模型中可能出现的碰撞问题、安全施工问题、危险源信息和成本信息通过信号的传输，到达工程师手中的终端，方便工程师随时随地的对工程进行监控以及处理相应的突发事件。

三、BIM技术应用于钢结构施工风险管理

1、钢结构施工风险管理

1.1风险管理的阶段性

以往的建筑类工程项目管理通常具有典型的阶段特征，这一特征体现在风险控制领域就使得风险管控工作需要以不同阶段的风险为管理对象，建筑施工管理人员针对具体阶段的风险制定风险预防策略或应对机制。

1.2风险管理的低效性

当前，建筑结构细化趋势与建筑规模扩大趋势使得风险管理要素迅速增加，这就使得施工班组间的合作需求更为强烈，加强各个施工方面与管理人员的沟通和合作成为必然。在以往的建筑工程施工中，通常选择纸质文件作为沟通介质，这就使得风险管理效率低下，导致管理效果不佳。

1.3风险管理的片面性

工程风险广泛存在于读个施工进程和施工方面之中，所以其管理必须遵循整体性与系统性的原则来展开。但是受到信息数量、质量限制和个体处理问题能力限制的影响，风险管理者很难对风险要素进行一个完整的把握，综合效果不佳，间接影响到了风险预测的及时性与准确性。

1.4风险管理的被动性

综合上述三点，在传统的风险管理实践中，风险管理整体性缺位，风险管理效率较低，难以做到对风险的有效预测，使得风险管理处于被动的局面，无法实施主动风险管理，也就不能发挥出风险管理的功能。

四、BIM技术应用于风险管理

1、决策阶段

BIM可以应用于风险管理的多个阶段，其在决策阶段的应用主要体现在对提供方案的可行性分析及不同方案的对比分析，以判断最优方案。通过可视化分析展示工程设计，BIM可以按照用户提供数据，构建分析模型，实施对方案的完整分析，并且发现其潜在风险，明确成本控制，将这些信息以一定的方式呈现出来，辅助决策。

2、设计阶段

在设计阶段中，利用BIM技术可以搭建目标建筑的主体模型和具体的电气、管道系统的模型，继而展示出整体的组合模型，这一技术的一个典型优势就是在面对工程变动时，可以在子模型中实施修改，这样就可以在很大程度上减少工作量。而利用模拟碰壁分析技术则可以解决那些图纸无法解决的部分，依据报告审核完成有关修改，降低后期修改的可能。

3、施工阶段

在施工阶段，选择BIM技术可以充分利用其共享功能，加强业主、设计单位、施工方、监理人员等多个项目方的交流。BIM技术还可以将建筑模型和施工时间融合起来构建一个四维模型，实现施工可视，有利于把握施工进度。

结束语

通过上面的分析，可以得到如下结论：

（1）BIM技术在结构施工中，具有可视化、协调性强和模型准确等优点，可以方便施工管理，但是目前BIM专业技术人才偏少，有必要加强对专业人才的培养和培训。

（2）钢结构施工比传统的混凝土施工复杂，所以在目前的施工中，存在很多问题，较难对工程的质量进行把控。

参考文献

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