BIM在钢结构专业中的应用

        住建部发布的《2011~2015建筑行业信息化发展纲要》中，明确指出：在施工阶段开展BIM技术的研究应用，推进BIM技术从设计阶段向施工阶段的应用延伸，降低信息传递过程中的衰减；研究基于BIM技术的4D项目管理信息系统在大型复杂工程施工过程中的应用，实现对建筑工程的有效可视化管理。可见，BIM技术在施工企业中将得到快速发展和应用。本文将简要分析和介绍BIM技术在钢结构专业中的应用优势。 

        钢结构施工从深化详图开始就和BIM紧密相连。设计院的蓝图是无法指导钢结构直接加工制作和现场安装的，需要在专业的详图深化软件中建模，深化出构件详图（用于指导加工）和构件布置图（用于指导现场定位拼装）。以X-steel为例，一个完整的X-steel模型，就是一个钢结构专业的完整BIM模型，它包含整个钢结构建筑的3D造型、组成的各个构件的详细信息和高强螺栓、焊缝等细部节点信息，可以导出用钢量、高强螺栓数量等材料清单，使工程造价一目了然。需要指出的是，X-steel也是一款BIM软件，很多对BIM不是很了解的同事，会认为BIM就是revit软件，其实这是一种片面的认识。根据BIM定义，我们可以认为含有建筑信息的模型，均可以称为BIM。它区分于3D建模软件的地方就在于拥有大量的建筑信息，可以供我们快速访问。在钢结构施工中，BIM实现了场外预加工，场内拼装的功能，而场内场外信息能准确流通的关键，就在于都通过BIM模型获取构件信息。而实际上，建立模型的过程，是一次非常细致且全面的图纸会审过程。设计院发出的图纸中，往往没有考虑到专业交叉、现场施工等问题，错漏碰缺较多，在模型的建立过程中，我们需要读取图纸中的所有信息，反应到模型中，并结合自身经验，判定模型中的节点是否合理，现场施工是否能实现。将图纸问题和施工难题在建模阶段就予以解决，使后期施工的流畅性和经济性得到有效保证。可见，BIM在钢结构详图深化设计中的应用已经非常成熟。

由于X-steel模型导入revit后，细部节点无法完全正确显示，导致深化时建立的BIM模型无法向施工管理延伸。钢结构施工管理存在场内和场外两个区域，深化设计、加工制作、现场吊装三个板块，信息如何正确流转十分重要。我们希望借助BIM这个模型工具，使得钢结构多区域多板块的信息正确流转。 

首先，在建立完整的BIM模型后，我们可以根据BIM作出精确的计划。施工企业精益管理难以实现的原因在于海量的工程数据，管理者无法快速准确获取有用信息以支持资源计划和管理决策，致使经验主义盛行。在完整的BIM模型中，我们可以通过4D模拟施工，精确的分割任务，将很久以后的工期节点，细化到每天需要完成的工程量，可以很直观的看出计划是否合理，如图1。并根据该工程量制定精确的人员、材料、机械计划去达成该目标，避免出现人材机不足影响施工计划实施。在模型中排定的计划与传统的靠经验制定的计划有非常大的区别，它具有很强的可执行性。因为制定计划时获得的信息均比较全面，施工过程中遇到的问题往往能提前暴露。一旦开始施工，管理人员的重心将由传统的协调解决问题向执行计划转移，使计划从制定到实施均具有较强的执行力。在计划制定后，参与钢结构工程的各方均从该模型中读取信息，如图2，加工制作厂可以清晰的从模型中获得11月18日当天需要完成的工作量。

 

图1 任务列表

图2 进度信息读取

 

        在工厂完成构件加工后，将实际结束信息录入模型中，参与各方管理人员均可直观看出构件加工情况。（这里需要BIM技术网络服务器支持，多方共享一个模型信息）。传统的钢结构施工中，钢构件非常多，编号较为繁琐，信息在深化设计、加工制作和现场吊装管理的流通中多次传递，重复转录，导致工作效率较低，且容易出现信息传递疏漏。BIM模型将这三个板块信息集中在一个模型中，信息一旦录入模型，参与各方均可第一时间获取最新信息。

        施工现场往往不止一个专业，钢结构施工和土建、幕墙等专业密切相关。在建筑市场专业细化的今天，BIM模型可以有效加强各专业间交叉施工的流畅性。在信息模型中，跨专业的工程师可以直观的了解别的专业的施工信息，从中获取与自身相关的信息，用于指导本专业施工。在屋面主采光顶施工过程中，幕墙专业可以直观的看出钢结构工作面移交、本专业介入施工的时间节点，并合理的组织人机材进场施工计划，如图3。

 

图3.施工节点示意图

此外，BIM在合约算量、后期运营维护中均发挥着巨大作用。从最初的时尚标签到追逐技术领先，BIM应用即将走过炫耀的年代，返璞归真的蜕变后，留给我们的是它强劲的革命性和简单的实用性。