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(huì)主題館項(xiàng)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(huì)F2軸線、B2軸線、G軸線之間，地塊面積52000m2，東西長(zhǎng)約257m，南北長(zhǎng)約230m，場(chǎng)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(xiàng)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(shí)5個(gè)月。本項(xiàng)目由4個(gè)獨(dú)立的場(chǎng)館組成，分別為服務(wù)館、展示館、多功能館和競(jìng)賽館，如圖2所示。

場(chǎng)館類鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的特點(diǎn)是構(gòu)件數(shù)量大，構(gòu)件種類多。本項(xiàng)目構(gòu)件數(shù)目3 000左右，倘若構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)管理不到位，很有可能出現(xiàn)“柱未到，梁先至；主梁不來(lái)，次梁來(lái)”的現(xiàn)象，影響項(xiàng)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(jì)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(chǎng)計(jì)劃的清單是解決構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)問(wèn)題的關(guān)鍵。

1. 1 安排構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃

在傳統(tǒng)工作中，項(xiàng)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(chǎng)計(jì)劃時(shí)往往先將圖紙打印出來(lái)，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(hào)錄入電腦重新整理得到構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)順序，可是如果安裝計(jì)劃調(diào)整，手工改動(dòng)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(jì)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(zhǎng)度、重量、數(shù)量和截面等。只要在清單模板里添加一列時(shí)間屬性，然后對(duì)構(gòu)件清單按時(shí)間排序，即可得到構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)順序。

為了劃分整個(gè)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)，可以在狀態(tài)管理器中新建幾個(gè)狀態(tài)，選中部分構(gòu)件，修改其狀態(tài)屬性，然后在對(duì)象組里過(guò)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(duì)每個(gè)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(duì)象組中從無(wú)到有、從少到多逐級(jí)顯示各類構(gòu)件，會(huì)議上項(xiàng)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(bào)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(chǎng)順序，如圖4所示。

本方法中，構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)時(shí)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(duì)加工廠制作的進(jìn)場(chǎng)交底。另外，搭建好模型后，距離加工制作前還需一段時(shí)間調(diào)圖，在這段時(shí)間，提出準(zhǔn)確的構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃，可依此提前準(zhǔn)備原材，縮短深化設(shè)計(jì)和制作加工以及現(xiàn)場(chǎng)安裝之間的時(shí)間，保證構(gòu)件及時(shí)供應(yīng)。

1. 2 控制現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度

在鋼構(gòu)施工過(guò)程中，構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)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(kù)。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(shí)出己進(jìn)場(chǎng)、己安裝的構(gòu)件，可是這依然存在手工統(tǒng)計(jì)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(chǎng)的構(gòu)件號(hào)，定義為進(jìn)場(chǎng)狀態(tài);對(duì)己安裝的構(gòu)件，定義為己安裝狀態(tài)。此時(shí)模型里共有三種顏色，分別表示為己進(jìn)場(chǎng)、己安裝和未進(jìn)場(chǎng)的構(gòu)件。

導(dǎo)出包含進(jìn)場(chǎng)、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(chǎng)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(shí)情況，與進(jìn)度計(jì)劃比較，便于項(xiàng)目管理人員控制。進(jìn)度的計(jì)劃值和實(shí)際值的比較是定量的數(shù)據(jù)比較。

BIM的4D功能優(yōu)勢(shì)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(jì)劃，相比傳統(tǒng)的甘特圖可直觀模擬施工過(guò)程以檢驗(yàn)施工進(jìn)度是否合理有效;模擬施工現(xiàn)場(chǎng)，更合理地安排物料堆放、物料運(yùn)輸路徑及大型機(jī)械位置;跟蹤項(xiàng)目進(jìn)程，可以快速辨別實(shí)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(xiàng)目管理思路

對(duì)構(gòu)件賦予時(shí)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(chǎng)地布置等信息集成一體。實(shí)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(chǎng)地布置的4D動(dòng)態(tài)集成管理。本文便是其中材料和人力動(dòng)態(tài)管理的一個(gè)例子。

可以將己安裝的構(gòu)件過(guò)濾獨(dú)顯出來(lái)，導(dǎo)出網(wǎng)頁(yè)模型，為項(xiàng)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(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理、實(shí)時(shí)控制和決策支持三方面的項(xiàng)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(xiàng)目的合同、進(jìn)度、質(zhì)量、安全和變更管理功能，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)之間的聯(lián)動(dòng)，并可在4D管理系統(tǒng)中進(jìn)行可視化查詢;實(shí)時(shí)控制，為項(xiàng)目管理人員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、事件追蹤、實(shí)時(shí)預(yù)警等功能，可按多種條件進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢，統(tǒng)計(jì)分析并自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表；決策支持，提供工期、臺(tái)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(yǔ)

目前BIM模型研究還偏重于設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用，圍繞構(gòu)件的制造、運(yùn)輸、裝配過(guò)程實(shí)現(xiàn)全過(guò)程動(dòng)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(jià)值。