BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用研究

2019-11-28杜垒

商品与质量 2019年51期

杜垒

徐州赛弘工程技术有限公司江苏徐州 221000

1 BIM技术概述

BIM技术可以将施工中各种信息搜集起来，并根据这些信息创建出一个三维模型。在装配式建筑施工建设中，可以将BIM技术应用在整个施工过程中，能保证施工企业对工程的每个阶段进行控制。目前，BIM技术在西方发达国家应用非常广泛，我国由于起步较晚，应用还不够成熟，相关的法律法规也不完善，因此在实际应用中，相关单位必须不断借鉴国外的先进经验，结合工程实际情况合理利用BIM技术，从而提高工程质量。以时间线为依据纵向来看，陶雄壮等认为，BIM技术对于工程的管控是全过程的管控，而对比传统的多点单线程的独立工作，基于BIM技术的模型能够完整地串联所有涉及的专业，使其在规划、设计、施工以及维护等过程中，能够协调配合直至项目的生命周期完结；以工作开展为依据横向来看，BIM技术也能够很好地将建筑设计、结构设计、暖通电力以及给排水等不同模块进行有效整合，真正做到多线程三维集成合作的工作模式。陈晓晴认为，基于BIM平台革新之后的管控方式在未来复杂钢结构甚至是混凝土结构中都会有更为广泛的应用。

2 BIM技术在钢结构工程中的应用

2.1 以BIM技术进行快速建模

钢构件的数据库内，储存着钢构件所使用的材料，截面选用形式，所处位置和构件部位加工等信息，BIM技术的运用，便可帮助技术人员进行三维模型的构建，提供出构件的组合成体以供工作人员参考，便于施工者进行相关构件的运用及安装，并为工程项目的施工统计，后期管理提供可靠信息，促进工程管理效率的增长[1]。

2.2 BIM技术在复杂钢结构设计阶段的应用

目前，Bentley公司和Graphisoft公司等针对不同复杂工况下的设计及施工需要，将BIM技术作为前端平台进行研发，研发了一系列功能完善且实用性较强的软件。在一些发达国家，如美国、英国、日本等，均已经由国家政府牵头，大力推广BIM技术在实际工程设计和施工阶段的深度应用。复杂钢结构项目的设计目前的趋势和发展方向已经比较明确。第一，为了能够适应业主的动态需求，设计的具体结果也应该能够随着需求的变化而变化；第二，BIM技术的3D模拟和4D运维的推广已经比较完善，在基于设计层面的软件开发方面，更多维的模拟和设计仍需更多的探索和尝试。目前已有研究人员基于以上两点进行了积极的探索。例如，曹靖等基于住宅试点工程实际，通过对业主动态需求的跟踪规划，分析之后落实到BIM平台的参数控制层面，实现了高效解决用户需求和设计内容不易修改二者之间的矛盾；李康龙等基于巴马酒店的工程实例，阐述了BIM建模软件CAITA和Tekla软件的二次开发技术这项核心功能，使得建筑设计人员能够精准高效地完成整体框架3D模型并掌握细部关键节点模型，实现真正的人机交互；李志鹏等提出通过3D可视化展示、4D施工进度模拟和5D成本动态管理相结合的方式，能够有效提高工作人员的协同配合，从而提高工作效率。

2.3 施工进度管理

通过BIM技术，可实现施工进度时间与BIM信息化模型的相互结合，从而构建其4D模型，再通过计算机软件直观清楚地显示出来，将施工进度计划和实际施工使用的时间进行对比分析，分析结果通过图形和或者表格的形式反馈出来，促使施工进展更加清晰、准确，便于提前制定相应的解决方案及对策，为优化和完善施工方案奠定扎实基础。应用BIM技术的关键是如何构建起信息模型，也就是更加先进的5D模型，包含了所有钢结构安装的全部信息及数据。所谓5D模型指的是在3D建筑信息模型基础上，再加上时间信息、施工造价信息等组成的更加完善的数据信息库，包含了每个钢结构的形状、尺寸、数量、重量、施工工序、施工时间等全部信息。因此，在钢结构施工进度中应用BIM技术，可实现模拟管理，通过计算机数据分析生成更加优化的材料供应计划和施工进度计划，保证每道工序的施工更加合理有效，信息数据的汇总更加及时有效，避免施工资金、施工材料等有效钢结构安装进度和效果[2]。

2.4 合理调控工程的施工成本

传统建筑工程的竞选模式，一般只是在小范围内选择建筑企业进行施工，建筑企业可获取的经济利润非常大。随着市场结构的调整，招投标模式成为新的选择方式，竞争企业也从区域竞争演变成了全国竞争，极大程度地压缩了企业的经济利润。中标企业在获取到项目的执行权之后，为了获得到预期的经济利润，需要在确保工程施工质量的基础上，找寻到可以降低成本的方法。BIM技术的应用，可以帮助企业采集到比较全面的施工数据信息，借助4D系统构建基础模型，从基础模型中找出可以优化的施工环节，从而有效提升建筑工程的施工效率，降低建筑工程的施工成本[3]。