BIM這個詞是英文Building Information Modeling的首字母縮寫，翻譯成中文叫做“建筑信息建模”。從事鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)的人對這個詞都很熟悉，但是很少有人能夠?qū)λ鞒鲈敿?xì)的解讀，日前，由中國建筑旗下中建八局創(chuàng)新研發(fā)的“黑科技”——“智慧圖紙”APP橫空出世,據(jù)說該APP就是由BIM和AI技術(shù)相結(jié)合而研發(fā)的產(chǎn)物！

    接下來，我們看一個鋼結(jié)構(gòu)BIM工程的案例，會讓我們對BIM技術(shù)有個更清晰的了解。

    長沙世貿(mào)廣場，這座廣場高348.5米，建筑總面積月23萬平方米，其中有地下4層，面積約為5.1萬平方米，塔樓為鋼管混凝土框架+混凝土核心筒+伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系。

    一. 利用BIM技術(shù)對項目現(xiàn)場平面布置進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃

    世茂廣場利用BIM技術(shù)對現(xiàn)場平面布置進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃對不具備材料堆放條件的天井部位，采取增加型鋼梁、滿鋪鋼板的形式進(jìn)行加固處理，達(dá)到可堆放重型構(gòu)件的目的，提高了空間利用率。

    二. 鋼結(jié)構(gòu)BIM深化設(shè)計

    深化設(shè)計時，BIM小組首先根據(jù)設(shè)計圖建立3D結(jié)構(gòu)模型，接著深化鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點，綜合考慮構(gòu)件制作、運輸及安裝等多個環(huán)節(jié)以及和其他專業(yè)的聯(lián)系與配合，對復(fù)雜節(jié)點進(jìn)行深化設(shè)計，同時對部分節(jié)點進(jìn)行優(yōu)化，最終生成可直接用于工廠加工的深化設(shè)計圖，并生成構(gòu)件清單，便于工廠加工及現(xiàn)場吊裝。

    1.根據(jù)原設(shè)計圖建立3D結(jié)構(gòu)模型
項目體量大，圖紙繁多，土建、機(jī)電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等專業(yè)交叉密集，如何從“先天有問題”的結(jié)構(gòu)圖紙建立精準(zhǔn)的三維模型是一件繁重而又艱巨的工作。

   2.深化設(shè)計復(fù)雜節(jié)點

    世茂廣場外框為伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系，外框圓管柱與鋼梁連接節(jié)點復(fù)雜， BIM小組人員考慮工廠制作與運輸、現(xiàn)場實際安裝等多個環(huán)節(jié)及時與項目部人員及設(shè)計進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，對復(fù)雜節(jié)點進(jìn)行深化設(shè)計，同時合理分段分節(jié)，得到業(yè)主及設(shè)計的一致認(rèn)可。

    3.節(jié)點優(yōu)化

    世茂廣場在鋼結(jié)構(gòu)施工前，根據(jù)工程實際情況，結(jié)合以往施工經(jīng)驗，積極和業(yè)主及設(shè)計進(jìn)行深入溝通與交流，對以下典型節(jié)點進(jìn)行二次優(yōu)化，保證了施工質(zhì)量的同時縮短了施工工期。

    項目人員考慮到筏板混凝土澆筑對鋼管柱柱腳錨栓可能會產(chǎn)生比較大的擾動，BIM小組人員為此對埋件節(jié)點進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計角鋼支架，提高了柱腳錨栓安裝精度。

    圓管柱內(nèi)栓釘變更為T型加勁肋，使鋼管結(jié)構(gòu)與混凝土咬合更為可靠，增加了結(jié)構(gòu)的安全性。

    調(diào)整角柱懸挑牛腿形式為T型結(jié)構(gòu)，確保現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)施工人員操作所需的必要空間，提高了施工的安全性和便捷性。

    將鋼管柱外側(cè)鋼梁之間的斜撐優(yōu)化為鋼柱外環(huán)板，使樓承板端部受力更為合理，同時解決了樓板混凝土澆筑的漏漿現(xiàn)象，保證了樓板混凝土的澆筑質(zhì)量。

    4.深化成果輸出

    當(dāng)所有結(jié)構(gòu)連接節(jié)點深化完成后，就到了結(jié)果輸出階段，BIM小組人員通過BIM軟件可生成直接指導(dǎo)構(gòu)件加工的深化圖，并生成方便加工和現(xiàn)場施工及商務(wù)結(jié)算的構(gòu)件清單。

    深化圖列表

    構(gòu)件與零件清單

    三. 利用BIM技術(shù)提前進(jìn)行碰撞檢查

    世茂廣場施工過程中涉及到鋼構(gòu)件與機(jī)電管道碰撞的問題，為此，深化小組在建模時綜合考慮機(jī)電管道的布置，提前對碰撞部位采取預(yù)留洞口的處理方法，保證機(jī)電管道能順利通過。

    鋼梁預(yù)留機(jī)電洞口

    世茂廣場核心筒中設(shè)置了大量勁性鋼結(jié)構(gòu)，鋼筋與鋼構(gòu)件交叉施工工藝較為復(fù)雜。深化設(shè)計小組利用BIM技術(shù)對核心筒中的勁性鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋進(jìn)行放樣，在鋼筋與鋼構(gòu)件碰撞部位采取開孔或者設(shè)置套筒等措施，保證鋼構(gòu)件與混凝土的合理連接。

    世茂廣場勁性結(jié)構(gòu)圖

    四. 利用BIM技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程3D可視化交底

    基于BIM技術(shù)可視化的特點，對施工中的重點、難點和工藝復(fù)雜的施工區(qū)域，向作業(yè)人員演示模擬施工場景，直觀地對各道施工工序進(jìn)行交底，避免因管理人員錯誤理解導(dǎo)致的工序與施工安排不當(dāng)，從而避免返工和損失。

    五. 利用BIM進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工模擬安裝

    世茂廣場加強(qiáng)層的核心筒中設(shè)置了18.1m長、重約26噸的實心鑄鋼件。該鑄鋼件超重超長，無法使用柱腳錨栓固定，同時，因核心筒操作空間狹小，臨時固定困難。針對此情況，鋼構(gòu)事業(yè)部在鑄鋼件下部設(shè)計預(yù)埋鋼套管，利用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬安裝。

    鑄鋼件模型及構(gòu)件信息

    除此之外，世茂廣場加強(qiáng)層伸臂桁架節(jié)點體量巨大，總重超過33噸，超出現(xiàn)場塔吊的最大吊裝能力。BIM小組結(jié)合原材采購條件、工廠加工情況，利用BIM技術(shù)精細(xì)排版，在保證工程質(zhì)量的前提下，將巨型超重伸臂桁 架節(jié)點拆分為多個部件，以滿足現(xiàn)場安裝需求。

    伸臂桁架吊裝模擬

    另外，世茂廣場加強(qiáng)層屈曲支撐的安裝精度要求非常高，而外框與核心筒間又存在沉降差，為減小施工誤差，深化小組結(jié)合現(xiàn)場實測實量，對模型進(jìn)行及時調(diào)整，經(jīng)過多次檢查核實，確保屈曲支撐最終順利安裝。

    六. 利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度模擬

    建筑施工是一個高度動態(tài)的過程，隨著建筑工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，復(fù)雜程度不斷提高，使得施工項目管理變得極為復(fù)雜。通過BIM與施工進(jìn)度計劃相結(jié)合，空間信息與時間信息整合在一個可視化的4D(3D+Time)模型中，可直觀、精確地反映整個建筑的施工過程，方便快捷地進(jìn)行施工進(jìn)度模擬和資源優(yōu)化，并在施工過程中隨時根據(jù)現(xiàn)場進(jìn)度調(diào)整計劃，體現(xiàn)項目精細(xì)化管理能力。

    當(dāng)前一些國家和地區(qū)已強(qiáng)制要求所有大型工程使用BIM技術(shù)，特別是政府出資的大型公共建筑。雖然現(xiàn)階段BIM應(yīng)用還存在諸如目標(biāo)不明確、數(shù)據(jù)不統(tǒng)一、協(xié)同不徹底等這樣或那樣的問題，但是無論從現(xiàn)階段BIM的技術(shù)工具出發(fā)，還是基于未來的協(xié)同管理模式創(chuàng)新來看，BIM的應(yīng)用推廣的趨勢已不可阻擋。

    七. 利用BIM技術(shù)進(jìn)行工程量統(tǒng)計

    傳統(tǒng)算量的方法要不就是依靠人工根據(jù)圖紙扒量，要不就是使用專門的造價計算軟件根據(jù)圖紙重新建模后進(jìn)行統(tǒng)計。傳統(tǒng)方法有著效率低下，容易出差錯的通病，隨著BIM時代的到來，計算機(jī)根據(jù)BIM模型可快速對各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計分析，大大減少鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)繁瑣的人工操作和潛在錯誤，真實地提供造價管理需要的工程量信息。

    本文內(nèi)容改編自《鋼結(jié)構(gòu)資訊網(wǎng)》，本文鏈接：http://www.lbca.cn/news/0002991974.html