BIM視界 | BIM在鋼結(jié)構(gòu)中竟有這般“本事”

1、工程案例

青島世界園藝博覽會主題館項目處在青島市李滄區(qū)百果山風(fēng)景區(qū)，用地位于2014青島世界園藝博覽會F2軸線、B2軸線、G軸線之間，地塊面積52000m2，東西長約257m，南北長約230m，場地地形高差較大，南北高差約巧m(北高南低)，東西高差約17m(西高東低)。本項目用鋼量4600t，鋼構(gòu)部分從2012年7月開始施工，于2012年12月底封頂，歷時5個月。本項目由4個獨立的場館組成，分別為服務(wù)館、展示館、多功能館和競賽館，如圖2所示。

場館類鋼結(jié)構(gòu)項目的特點是構(gòu)件數(shù)量大，構(gòu)件種類多。本項目構(gòu)件數(shù)目3 000左右，倘若構(gòu)件進(jìn)場管理不到位，很有可能出現(xiàn)“柱未到，梁先至；主梁不來，次梁來”的現(xiàn)象，影響項目的進(jìn)展。面臨復(fù)雜的布置圖和龐大的構(gòu)件清單，如果采用手工統(tǒng)計的辦法，其工作量是巨大的，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也難以保證。快速準(zhǔn)確提取出構(gòu)件進(jìn)場計劃的清單是解決構(gòu)件進(jìn)場問題的關(guān)鍵。

1. 1 安排構(gòu)件進(jìn)場計劃

在傳統(tǒng)工作中，項目管理人員都停留在2D的工作環(huán)境中。安排構(gòu)件進(jìn)場計劃時往往先將圖紙打印出來，然后用彩筆描繪區(qū)分構(gòu)件類別，再將分區(qū)的構(gòu)件號錄入電腦重新整理得到構(gòu)件進(jìn)場順序，可是如果安裝計劃調(diào)整，手工改動就需要巨大的工作量，其效率是比較低的。

BIM應(yīng)用中，從深化設(shè)計的模型中可以提取各種形式的構(gòu)件清單，包括構(gòu)件的長度、重量、數(shù)量和截面等。只要在清單模板里添加一列時間屬性，然后對構(gòu)件清單按時間排序，即可得到構(gòu)件的進(jìn)場順序。

為了劃分整個項目的結(jié)構(gòu)，可以在狀態(tài)管理器中新建幾個狀態(tài)，選中部分構(gòu)件，修改其狀態(tài)屬性，然后在對象組里過濾隱藏掉選中的構(gòu)件，再選擇另一部分構(gòu)件，賦予狀態(tài)屬性隱藏掉。如此重復(fù)直至對每個構(gòu)件都賦予了狀態(tài)屬性。

按照層數(shù)區(qū)域、框柱框梁和主梁次梁劃分解構(gòu)了整體結(jié)構(gòu)后，命令模型根據(jù)構(gòu)件的狀態(tài)屬性顯示不同顏色，然后在對象組中從無到有、從少到多逐級顯示各類構(gòu)件，會議上項目管理人員據(jù)此商討安裝順序的可行性，調(diào)整優(yōu)化各部分構(gòu)件的狀態(tài)屬性，達(dá)成一致后定稿，如圖3所示。

最后從報告清單中按先前編輯好的模板導(dǎo)出包含日期屬性的構(gòu)件清單，再按日期排序，得到準(zhǔn)確的構(gòu)件進(jìn)場順序，如圖4所示。

本方法中，構(gòu)件的進(jìn)場時間屬性都是可視的，便于管理人員之間的協(xié)商溝通以及對加工廠制作的進(jìn)場交底。另外，搭建好模型后，距離加工制作前還需一段時間調(diào)圖，在這段時間，提出準(zhǔn)確的構(gòu)件進(jìn)場計劃，可依此提前準(zhǔn)備原材，縮短深化設(shè)計和制作加工以及現(xiàn)場安裝之間的時間，保證構(gòu)件及時供應(yīng)。

1. 2 控制現(xiàn)場施工進(jìn)度

在鋼構(gòu)施工過程中，構(gòu)件進(jìn)場情況和構(gòu)件安裝情況的信息非常重要。每天的發(fā)貨清單積累到一起也是龐大的數(shù)據(jù)庫。傳統(tǒng)工作中，管理人員通常在結(jié)構(gòu)布置圖上用彩筆涂抹，標(biāo)識出己進(jìn)場、己安裝的構(gòu)件，可是這依然存在手工統(tǒng)計繁瑣、效率低下的情況。

根據(jù)1. 1中提到的方法，在圖紙列表中選擇己進(jìn)場的構(gòu)件號，定義為進(jìn)場狀態(tài);對己安裝的構(gòu)件，定義為己安裝狀態(tài)。此時模型里共有三種顏色，分別表示為己進(jìn)場、己安裝和未進(jìn)場的構(gòu)件。

導(dǎo)出包含進(jìn)場、安裝狀態(tài)的清單，透視匯總出三種狀態(tài)的構(gòu)件的總數(shù)量和總重量，再進(jìn)一步分析可得到己進(jìn)場構(gòu)件和己安裝構(gòu)件占所有構(gòu)件的百分比，形象的展現(xiàn)出施工進(jìn)度，客觀理性地顯示工程建設(shè)的真實情況，與進(jìn)度計劃比較，便于項目管理人員控制。進(jìn)度的計劃值和實際值的比較是定量的數(shù)據(jù)比較。

BIM的4D功能優(yōu)勢是傳統(tǒng)基于2D圖紙的施工管理模式所不能比擬的。優(yōu)化進(jìn)度計劃，相比傳統(tǒng)的甘特圖可直觀模擬施工過程以檢驗施工進(jìn)度是否合理有效;模擬施工現(xiàn)場，更合理地安排物料堆放、物料運輸路徑及大型機械位置;跟蹤項目進(jìn)程，可以快速辨別實際進(jìn)度是否提前或滯后，使各參與方更有效的溝通。

2、基于BIM的施工項目管理思路

對構(gòu)件賦予時間屬性后，鋼構(gòu)模型成為初步的4D施工信息管理模型，可將其與施工進(jìn)度鏈接，與施工資源、安全質(zhì)量以及場地布置等信息集成一體。實現(xiàn)基于BIM和網(wǎng)絡(luò)的施工進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本、安全、質(zhì)量和場地布置的4D動態(tài)集成管理。本文便是其中材料和人力動態(tài)管理的一個例子。

可以將己安裝的構(gòu)件過濾獨顯出來，導(dǎo)出網(wǎng)頁模型，為項目各參與方管理人員提供基于Web瀏覽器的遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)管理和控制手段。應(yīng)用BIM可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)管理、實時控制和決策支持三方面的項目綜合管理:業(yè)務(wù)管理，為各職能部門業(yè)務(wù)人員提供項目的合同、進(jìn)度、質(zhì)量、安全和變更管理功能，實現(xiàn)各項業(yè)務(wù)之間的聯(lián)動，并可在4D管理系統(tǒng)中進(jìn)行可視化查詢;實時控制，為項目管理人員提供實時數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析、事件追蹤、實時預(yù)警等功能，可按多種條件進(jìn)行實時數(shù)據(jù)查詢，統(tǒng)計分析并自動生成統(tǒng)計報表；決策支持，提供工期、臺賬以及效能分析等功能，為決策人員的管理決策提供分析依據(jù)和支持。

3、結(jié)語

目前BIM模型研究還偏重于設(shè)計階段的應(yīng)用，圍繞構(gòu)件的制造、運輸、裝配過程實現(xiàn)全過程動態(tài)可視化管理，還有待進(jìn)一步研究，本文管中窺豹，從專業(yè)的鋼構(gòu)部分，引申到更廣闊的建筑行業(yè)，體現(xiàn)了BIM技術(shù)在工程施工中的廣闊前景和應(yīng)用價值。