装配式空间钢结构组织管理模式的探索与实践

路国柱 淄博齐元钢结构工程有限公司

1 前言

以装配式建筑为代表的绿色低碳建造方式，是一种采用“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用”的新型建筑产业现代化生产方式，有利于化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾，深入地推进建筑业供给侧结构性改革，其中发展绿色、低碳、循环发展的装配式钢结构能加速推进建筑业转型升级，有效拉动投资，促进消费增长。空间钢结构是一种受力合理、体型完美、经济效果好的超静定空间结构形式，由于空间结构组成的规律性，杆件和节点的形状、尺寸的标准化，已广泛应用在大型展览馆、科技馆、体育馆、商场和机场、铁路、客运场站等大跨度公共建筑。

发展钢结构装配式建筑，有利于提高建筑物抗震性能、减少地震灾害损失，有利于化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾，有利于推进建筑业转型升级、实现建筑产业现代化，有利于落实绿色发展理念、促进生态文明建设，是近年来重点发展的装配式建筑形式。

2 装配式钢结构建筑的定义和优势

2.1 定义

装配式钢结构建筑是指建筑的结构系统由钢（构）件构成的装配式建筑，并且要钢结构、围护系统、设备与管线系统和内装系统做到和谐统一。装配式钢结构具有诸多优势，其工业化程度高、施工周期短、现场用工少、生产效率高、品质易保证；施工占地面积少，可干式施工，节约用水，产生的噪声小、粉尘少；钢材可回收利用，减少建筑垃圾和环境污染。在建筑工程领域推广钢结构，是建筑业发展循环经济的重要内容，是传统土木建筑业的转型与升级。

2.2 优势

装配式钢结构建筑在现代化建筑行业中非常受欢迎。在前期未出现装配式钢结构建筑时，一直运用的都是混凝土建筑方式。混凝土是指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。由混凝土的定义不难看出，混凝土的配合比相当重要，而且混凝土的配合比情况要根据房屋建设工程的要求而定，无统一标准。

混凝土浇筑后的养护工作也极为重要。与之相比较，装配式钢结构建筑明显更有优势，房屋建筑质量更有保障，并且比起混凝土现场浇筑，装配式钢结构具有保护环境、扩大施工场地的优点。

3 组织管理模式的构建

在钢结构工程构建的组织管理模式包含了战略流程（决策实践）、职能流程（职能管理实践）、工艺流程（装配式空间钢结构施工）和自善流程（风险监控）四个方面，该管理模式以BIM协同技术为核心，以流程牵引为理论工具，根据项目管理目标，分析任务要素，进行归拢、聚集、整合、融通，在管理层面上组织、协调装配式空间钢结构的施工过程，并实现使施工作业在一定的约束条件下，实现进度、成本、质量、安全等管理目标。

同时发挥BIM协同技术对空间钢结构装配式施工进行动态预演、模拟优化，并应用流程图作为目标实现的牵引力，科学地对施工进度、现场资源配置，构件与施工之间的管理控制，对任务节点进行要素分析，明确管理要点，从而有序的管理，使施工走向信息化、精益建造化，使得工程满足“增效”的要求。

3.1 建筑结构设计的协调运用

现阶段，建筑工程信息数据日益变化，有关数据也会在BIM建筑模型中通过删除、增加的方式，实现信息数据的更新优化，为了提高建筑结构设计的有效性，避免对建筑工程设计品质造成不利影响，可以在不同专业领域展开分项设计，如此一来在某种程度上，有效规避信息交错混乱问题的发生。

另外，在总体建筑模型中，进行中性数据库的建设，促进有关设计工作者的数据沟通。对数据展开有效处理过程中，可以把全部和建筑结构设计相关的数据信息加以整合处理，借助统一的平台系统，处理分析数据信息，提高建筑结构设计的协调性。

3.2 模型集成化的运用

在建筑结构优化设计期间，利用BIM技术，关于信息集成化的建设，不但可使各种信息描述愈发合理有效，也可对同类信息加以整合，利用参数化，将建筑工程中的模型展现出来，使其在建筑结构设计过程中，BIM技术手段可结合各种数据信息，构建完善的内部信息集成化模型，减轻建筑结构设计工作人员的任务量。除此之外，BIM技术的运用，还可对集成信息展开有效分析，对建筑工程模型的运用，提供相应的参考依据，减少建筑设计中的操作失误。

3.3 采用多专业协同一体化设计方式

在完成上述工作后，已经项目建筑设计方案进行最终敲定。

首先，利用Revit工作平台中各种专业对该项目进行协同化设计。通过分析后发现Revit工作平台中的“工作集”模式对协同设计十分重要。即为设计者提供共享工作方式。例如在进行钢结构建筑设计当中，往往涉及诸多因素，从工序及环节上不免出现误差冲突。通过利用工作集，可以将自身设计分享到其他专业设计中去，让不同专业设计之间可快速协调、解决问题。

其次，要根据具体钢结构建筑实际情况进行工作开展，比如某钢结构项目建筑中包括：水电暖、结构、建筑等。如采用工作集设计方法，水电暖在专业设计及建模过程中可点击项目文件之中的“查看”，就可以及时掌握另外两个专业设计建模情况。如三者出现协调不同步或存在问题等情况，可通过文件同步与实时交流进行处理。对整个BIM建模小组工作整体进度优化尤为重要。

3.4 资源管理的集约化

对于钢结构的加工制造和安装施工，其材料与施工管理也是重要的环节。在传统的加工制造中，这些管理事项依靠人工完成，往往容易出现诸多误差。而依托BIM技术与数字化技术的数字化加工平台却可以对钢结构加工过程中的材料进行集约化管理，如利用现代物联网无线射频识别技术就可以对生产加工和施工中材料的位置、状态等情况进行动态检查与更新。如此就在极大程度上减少了工作人员的工作量，同时依靠现代信息与数字化技术实施的管理统计，也能够降低误差，保证材料和施工状态管理的准确性并极大提升管理效率。

3.5 加工与安装过程的可视化管理

可视化同样是BIM技术的主要优势之一，因此其应用于钢结构加工之中同样使得其加工与安装过程实现了可视化。这主要体现在钢结构加工与安装过程的管理上可以利用BIM平台来进行施工人员、机械设备、材料等信息的绑定，从而实现对这些要素在施工过程中信息状态变化的动态掌握。工作人员再结合工程项目的工期计划来对这些信息进行管理，就可以发现钢结构加工与安装施工过程中存在的问题。可以说，BIM技术的可视化为钢结构加工与安装过程实施跟踪管理创造了可能。

此外，人们还可以利用BIM技术对钢结构加工与安装过程的不同阶段和不同工序进行拆分，然后再按照进程将每道工序的完成度设定成不同颜色，如此钢结构加工与安装的每个环节的完成情况就可以在BIM模型上进行直观呈现，从而使工作人员更直观地掌握工程建设情况并作出管理决策。

3.6 资源管理的集约化

对于钢结构的加工制造和安装施工，其材料与施工管理也是重要的环节。在传统的加工制造中，这些管理事项依靠人工完成，往往容易出现诸多误差。而依托BIM技术与数字化技术的数字化加工平台却可以对钢结构加工过程中的材料进行集约化管理，如利用现代物联网无线射频识别技术就可以对生产加工和施工中材料的位置、状态等情况进行动态检查与更新。如此就在极大程度上减少了工作人员的工作量，同时依靠现代信息与数字化技术实施的管理统计，也能够降低误差，保证材料和施工状态管理的准确性并极大提升管理效率。

3.7 加工与安装过程的可视化管理

可视化同样是BIM技术的主要优势之一，因此其应用于钢结构加工之中同样使得其加工与安装过程实现了可视化。这主要体现在钢结构加工与安装过程的管理上可以利用BIM平台来进行施工人员、机械设备、材料等信息的绑定，从而实现对这些要素在施工过程中信息状态变化的动态掌握。工作人员再结合工程项目的工期计划来对这些信息进行管理，就可以发现钢结构加工与安装施工过程中存在的问题。可以说，BIM技术的可视化为钢结构加工与安装过程实施跟踪管理创造了可能。

4 BIM技术在钢结构工程中的应用推广

BIM钢结构工程已经在现代化钢结构工程应用当中取得了不错的成效，能够在钢结构工程的各个方面体现出来。BIM技术的主要作用就是解决钢结构工程当中经常出现的一些问题，比如制作和装配过程中出现的问题。不过任何一种施工最重要的环节还是对施工现场的管理和组织，面对当前的建筑物构建现场装配来说，钢结构工程是一个非常重要的环节。所以，本文从钢结构工程的角度出发，在BIM技术工程设计和制作方面使用的基础上，对BIM技术给钢结构工程带来的效果进行了分析，BIM技术的应用对钢结构工程施工现场的管理有很重要的作用。

钢结构工程当中使用的钢材料价格是非常高昂的，而且需要很多人工劳力，这就造成钢结构工程所需要的成本较高，这也是当前钢结构工程施工过程中最主要的问题，也是最需要解决的问题。对于这种情况，一般情况下业主方都会考虑到这方面的影响，然后再做最后的决策。BIM技术其实就是采用信息化管理方式来调整整个钢结构工程，对钢结构工程进行全面的管理工作，是一种系统化的管理方式，而且还包括工程施工的管理工作。

5 结束语

装配式空间钢结构高复杂性和强风险性的特点，从上层管理到下层管理过程的增加，必然导致管理链的延长，案例工程改变原有传统的粗放型思维、资源配置不合理和落后的管理模式，探索采用“流程牵引理论+BIM策划管理+施工图深化设计+装配式施工”的组织管理模式，使施工作业在一定的约束条件下，实现进度、成本、质量、安全等管理目标。