中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
4月16日，位于武漢中央商務(wù)區(qū)的地標建筑武漢中心大廈封頂，其438米的高度，超過同在武漢的民生銀行大廈，刷新了“華中第一高樓”紀錄。武漢中心大廈由4層裙樓、88層塔樓組成，建筑面積35.6萬m2，建筑高度438m，鋼結(jié)構(gòu)總量4.3萬t，中建鋼構(gòu)有限公司（以下簡稱“中建鋼構(gòu)”）承建了武漢中心項目鋼結(jié)構(gòu)工程。
武漢中心塔樓為巨柱框架-核心筒-伸臂桁架體系，該體系由三部分組成：部分樓層內(nèi)置型鋼或鋼板的鋼筋混凝土核心筒、鋼管混凝土柱和鋼梁形成的框架（設(shè)置五道加強環(huán)帶桁架）、連接巨柱和核心筒的三道伸臂桁架。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造復雜，對施工精度要求高，同時也帶來許多施工難題。
一是專業(yè)交叉極多、協(xié)調(diào)難度大。鋼構(gòu)、土建、機電、幕墻等專業(yè)交叉作業(yè)，而鋼結(jié)構(gòu)施工處于施工流水的端頭，及時配合其他專業(yè)提供作業(yè)面是工程各方協(xié)同工作的重要前提。二是鋼結(jié)構(gòu)材料需求多樣。項目總用鋼量4.3萬t，所需板材厚度在10~100mm之間分布數(shù)十種，這對材料采購、庫存管理、工藝排版、余料管理等來說是嚴峻考驗。三是鋼構(gòu)件節(jié)點復雜。部分鋼構(gòu)件節(jié)點設(shè)計復雜，制作工藝難以滿足，精度要求高。四是進度控制風險因素大。鋼結(jié)構(gòu)施工在設(shè)計圖紙、深化設(shè)計、制作加工，現(xiàn)場安裝等各環(huán)節(jié)所需時間均要把控，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)延誤都將直接導致現(xiàn)場施工停滯，帶來不可估量的損失。
BIM技術(shù)立戰(zhàn)功
為布局鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)信息化戰(zhàn)略，并逐步使鋼結(jié)構(gòu)項目管理走向精細化道路，中建鋼構(gòu)實施信息化戰(zhàn)略，依托武漢中心項目大力試行BIM管理，開發(fā)出貫穿深化設(shè)計、材料采購、制作加工、現(xiàn)場安裝的建筑項目全生命周期協(xié)作管理平臺，以完整詳實的信息模型為基礎(chǔ)，為各專業(yè)配合提供串聯(lián)協(xié)同。不同崗位的技術(shù)人員都可以在模型中獲取所需信息，在指導自身工作的同時又可以將工作的相應(yīng)成果更新到模型中，從而達到管理升級、降本增效的目的。
武漢中心項目鋼結(jié)構(gòu)施工BIM應(yīng)用管理由中建鋼構(gòu)總部、區(qū)域公司、制造廠和項目部三級縱深機構(gòu)共同建設(shè)，應(yīng)用TeklaStructure（深化設(shè)計）、AutoCAD（深化設(shè)計、現(xiàn)場協(xié)調(diào)）、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（材料管理）、SinoCAM（制造工藝）、鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺（構(gòu)件制造、安裝）、Autodesk3dsMAX（施工模擬）等軟件，并配備了電腦客戶端、掃描槍終端、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)施。
武漢中心項目依托鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計模型生成的BIM模型，實現(xiàn)過程可視化管理和信息共享，主要應(yīng)用點包括模型自動化處理、鋼構(gòu)數(shù)字化建造、資源集約化管理、工程可視化管理、施工過程信息智能管理等。在具體實施應(yīng)用中，可有效解決傳統(tǒng)施工模式中遇到的難題。
專業(yè)交叉問題。使用TeklaStructure軟件對深化設(shè)計模型進行碰撞校核，檢測結(jié)構(gòu)節(jié)點碰撞、預留管洞碰撞等信息。在檢測出碰撞后，經(jīng)過與結(jié)構(gòu)設(shè)計溝通和二次優(yōu)化，加以合理調(diào)整。
該應(yīng)用使得原本復雜的二維圖紙不能體現(xiàn)的問題直觀地以三維圖像顯示出來，便于各方協(xié)調(diào)處理，克服了信息交流障礙，避免返工，提高了施工效率。同時，為各方提供了良好的作業(yè)面。
材料管理問題。鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺，通過物聯(lián)網(wǎng)無線射頻識別技術(shù)，實時更新項目材料精確位置，優(yōu)化排版取料順序，可直接降低30%以上的找料工作量。
工藝排版是合理利用材料、提高生產(chǎn)效率必不可少的環(huán)節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺可自動完成截面拆分，直接用于排版軟件套料。在提高材料周轉(zhuǎn)率的同時，實現(xiàn)自動化混合排料，使常規(guī)板材材料損耗控制在4%左右。
復雜鋼節(jié)點問題。武漢中心項目存在多處復雜鋼節(jié)點，利用傳統(tǒng)的二維圖紙很難全面考慮其潛在問題。應(yīng)用BIM模型后，參與各方均可在模型中直觀地獲取相應(yīng)信息，并協(xié)調(diào)更新模型。如，項目和深化人員在BIM模型中發(fā)現(xiàn)，伸臂桁架節(jié)點處牛腿眾多、焊接空間有限，若采用設(shè)計給出的全焊接形式，工藝難度極大且焊接質(zhì)量難以保證，經(jīng)與設(shè)計院溝通，將該節(jié)點優(yōu)化為鍛鋼節(jié)點，不僅降低了工藝難度，而且使得質(zhì)量易于把控。
進度風險控制問題。鋼結(jié)構(gòu)BIM平臺可以跟蹤構(gòu)件加工、運輸、安裝情況，通過工序拆分、編碼，配合掃描槍進行數(shù)據(jù)信息采集，實現(xiàn)施工全生命周期的工序管理。 通過施工全過程可視化應(yīng)用，將各階段（深化設(shè)計、材料采購、加工制作、構(gòu)件安裝）信息同步到BIM管理平臺，可實時掌握項目各階段的狀態(tài)信息。如使用掃描槍采集相應(yīng)工序構(gòu)件信息，自動反饋至BIM模型中，并以預先賦予的不同顏色反映。
在BIM管理平臺中，各階段參與方實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，避免了紙質(zhì)、會議等傳統(tǒng)協(xié)調(diào)方式中交流不暢通、繁瑣、效率低下等問題，使得管理人員有宏觀把控的媒介，進而提升項目管理水平。
（作者：周洋洋張偉，更多內(nèi)容請查閱《施工技術(shù)資訊》2015年第3期）
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