BIM技术在钢结构生命周期管理中的应用

李湉

李湉

九冶建设有限公司第六分公司陕西712042

摘要：随着国家的经济快速发展，科学技术不断地创新和实践，BIM技术在钢结构建设中起到的非常大的作用，使钢结构建造流程得到改善，创造出更多的经济效益。

关键词：BIM技术；钢结构生命周期管理；应用

引言

BIM技术指建筑信息模型，利用相关工具软件赋予建筑内部构件参数信息，利用三维可视化形式展开分析和设计，形成建筑全生命周期参考文件，涉及建筑方案设计、施工以及运营管理等全过程。在钢结构信息化过程中，钢结构生命周期各个阶段中会存在非常多项目信息，不同阶段因为使用不同模型，这种信息孤岛现象的出现对钢结构生产效率的提升有非常大影响。钢结构厂房建造过程中，往往需要将设计、制造和安装相互结合，实现对这类信息孤岛情况的有效控制，BIM技术的应用能够更好地满足这一需要。

1BIM技术

1.1BIM概念

建筑行业中信息化技术的应用，能够使建筑建设技术水平明显提升，为建筑管理工作的开展提供相应支持。以往的建筑管理工作已经无法满足当前建筑市场发展实际需要，利用信息技术，能够为建筑管理建立相应虚拟模型，提高建筑管理有效性，实现信息的共享和集成，也就是说，BIM技术的出现，能够为现代建筑行业发展提供技术方面支撑和保障。BIM技术应用中，虚拟模型应用相对较为典型，利用计算机软件，能够实现对建筑工艺、材料和管理技术的准确描述，利用BIM获取相应建筑模型，该模型在物业管理、成本管理等方面有非常广泛应用。

1.2BIM技术原理

BIM技术功能的实现需要与相应应用软件相结合，包含设备管理、预算、结构设计等方面内容。当前市场上常见的BIM设计软件有Autodesk公司等，Autodesk系列软件能够帮助建筑设计人员更加快速完成各项工作，BIM技术的应用能够实现对文档编制和施工设计概念探索，将维护设计数据作用充分全面发挥出来。针对设计师在项目中的变更，利用参数化技术可以更好的实现，使设计文档可靠性和协调性得到有效保证。AutoCAD软件在实际应用中有着非常强大功能，能够创建钢结构设计，可使用钢结构模块，也可进行模型创建，生成快速钢结构施工图，利用专业混凝土模块能够使混凝土构件精度明显提高。

2BIM全生命期管理应用

2.1BIM技术在设计阶段的应用

BIM在钢结构设计阶段主要是进行三维建模以及详图深化。钢结构行业普遍使用的设计软件是TeklaStructures，它是基于BIM技术的工具软件。在软件中录入基本工程信息之后，设计人员依据建模规范建立结构整体三维模型，包含钢结构柱、梁、桁架等杆件模型的搭建及创建各连接杆件间的节点操作。最终形成的钢结构BIM模型，为在深化设计、材料管理、构件制作、项目安装业务员上的信息共享和可视化管控提供载体。三维模型经过设计院校审后，设计人员应用TeklaStructures输出材料表、构件清单、加工图纸、安装布置图、切割控制编码等，经过多重信息审核之后，将以上信息全部打包上传至BIM云空间，供后序生产、安装业务远程调用。BIM基础信息完成后，由技术人员线上制定项目构件生产过程的工艺流程及过程管控点标准，如坡口角度、焊脚高度、尺寸偏差、漆膜厚度等加工标准。BIM工艺库中的工艺流程及管控点标准作为钢结构生产依据，使得设计环节与生产环节工艺信息可以高效准确的衔接。

2.2BIM技术在生产阶段的应用

1）计划管理：应用BIM5D自定义跟踪功能，计划管理人员将BIM云空间中的构件加工清单导入BIM5D系统，加工清单中包含构件批次、构件编号、型材号、长度、重量、数量等信息，清单导入完毕后选定各构件计划完成时间及工序跟踪人并同步上传至云空间，生产一线员工可通过手机APP查看计划内容及构件信息。根据生产计划，生产员工调用云空间切割程序进行切割作业，作业完毕后通过手机APP进行报工操作，后序员工依次完成加工作业及报工。基于BIM5D系统中的数据流转，可生成各工序计划完成率及数量统计报表，通过大数据分析，有效改善工序生产均衡率，消除作业浪费，保证产品准时交付。2）质量管理：应用BIM5D质量管理功能，质检人员通过手机查看构件管控信息，包含坡口角度、焊脚高度、尺寸偏差、漆膜厚度等，将检测数据填入手机APP并提交，超出标准范围，手机APP将自动向生产责任人发送预警信息，责令进行及时整改。对于影响严重的质量问题，质检人员将在手机APP中下达整改通知单并提出纠正措施，生产责任人整改完毕后由质检人员进行复检验收关闭。系统中的质量问题可分类型、分工序生成分析报表，使生产过程质量控制有的放矢，持续做到质量提升。3）安环管理：同质量管理模块一样，应用BIM5D安环管理功能，安全员在手机APP中发布巡检记录及各类问题，各生产单位在手机中接收信息并整顿，整顿完毕后通过APP反馈验收并关闭。安环管理数据同样可分类型、分区域生成安全环境问题报表，使生产过程安全事故得到预防，提升企业安全生产能力。4）知识库管理：应用BIM5D知识库管理功能，现场生产人员可通过电脑、手机、PAD等终端设备查看文档、工艺库、模型、规范四类云数据信息。文档包含图纸、报表、技术变更、技术交底信息，工艺库包含各项目工艺流程及工序管控点信息，模型包含各项目三维模型，规范包含钢结构行业标准及公司内部作业指导书及加工规范等信息。知识库管理功能有效连接设计端与生产端，消除跨部门信息孤岛问题。

2.3BIM技术在施工阶段的应用

①构件跟踪管理业务，建立基于BIM的钢结构建筑信息管理平台架构，使工程验收环节透明高效，施工进度直观呈现，工程验收可追溯可汇总；②质量安全管理业务，软件基于BIM云自动同步，提高效率，避免数据丢失，在现场巡视中，驻场工程师通过手机对进度、质量、安全等方面问题进行拍照、录音和文字记录，并创建整改任务，整改任务推送到责任人的手机上，责任人拍照上传整改后的照片，驻场工程师确认问题是否关闭；③施工模拟业务，BIM5D打破传统的华而不实的“施工模拟”模式，实现大工况穿插、复杂节点施工模拟，实现计划与实际进度的对比模拟，合理安排进度，实现预测每个月的资金、材料、劳动力需求并实际统计。通过引入BIM技术，实现了钢结构施工过程可视化管理，很大程度上提升了工程管理的直观性，同时提高了进度、造价等信息共享的及时性和准确性。可视化方面，构件信息与BIM模型信息捆绑，通过手机汇报钢构件安装进度，工程模型中已汇报的构件实时变色，实现了钢结构工程可视化进度管理。造价方面，通过以工位为单位进行层层归集，对具体批次构件进行工程量计算和造价估算。通过基础数据配置，估算各工位产生的费用，将所有工位的费用累计求和得出总估算。在实际施工中，用成本代码的方式形成阶段性的成本中心，最终以报表形式体现施工成本数据和可视化展现。并与估算进行对比分析，进行施工过程可视化成本管控。

结语

BIM技术在钢结构全生命周期管理中的应用点，重点说明了基于BIM技术的BIM5D系统在钢结构生产阶段的应用价值，为钢结构信息化管理的理论框架和各个阶段的具体应用提供思路，为钢结构数字化工厂搭建提供了数据基础。

参考文献：

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[2] 周游，陈建丰.基于BIM技术的道路工程模型建立及应用[J].公路交通技术，2018（3）：29-32，38.