BIM与钢结构碰撞出火花照亮了建筑界

1、啊根据斯坦福大学袄集成设施工程中啊心（癌Center 巴for Int胺egrated耙 Facili霸ty Engi半neering扳，袄CIFE袄）的研究数据，傲建筑施工行业的阿生产效率正在持矮续下滑。该数据矮显示，生产效率哎问题是建筑行业安面临的根本性问邦题，同时也是施版工效果无法预测般的主要原因。澳为了改进这一状氨况，许多企业将跋用来描述建筑设般计方案的建筑信凹息模型用到了各岸种相关的建筑活巴动中，包括建筑疤施工和建筑构件奥的数字化制造。 HYPERLINK / 跋BIM扳能够支持所有建白筑专业中从设计半到制造整个工作瓣流程，包括使用佰结构建筑信息模皑型完成钢结构的跋数字化制造。阿基于

2、模型的设计翱和制造矮几十年来，制造肮行业一直在使用按机械斑CAD按系统制造数字模艾型。这些模型不胺仅能够说明产品笆的设计，还可以凹用到其它应用中案，如应力分析、熬现场支持，当然懊还有制造。爸CAD暗模型可以用来生芭成控制安CNC安（计算机数字控摆制）机床，提高傲机械加工流程的懊自动化程度。吧建筑行业也可以版采用类似的方法版来实现建筑施工把流程的自动化。邦尽管建筑不能像汽车一样在佰“蔼加工唉”挨好整体后发送给扳业主，但建筑中靶的许多构件的确巴可以异地加工，般然后运到建筑施颁工现场，装配到背建筑中。例如，澳门窗、预制混凝肮土结构和钢结构芭等构件。爸钢结构建造基础芭知识把要想了解怎样利隘用 HYPE

3、RLINK / 案BIM袄来实现钢结构制颁造的自动化，我爸们必须了解构成伴建筑框架的钢结翱构组件是怎样制翱成的。首先，钢败厂利用热轧加工邦流程（通常情况蔼下）制成钢结构拔原材料。钢结构按制造商购入这些艾原材料，并按照邦加工详图（详细班描述钢结构中每靶个部分应如何制鞍造的说明书）将背原材料切割并制埃成用于建筑施工氨的梁和柱。制成蔼后的钢结构组件氨被运到施工现场翱，由钢结构安装阿工进行安装。那么现场施工图爱从何而来？结构工程师的职责是疤设计、分析并验矮证建筑的结构框扒架，并创建记录矮结构设计的施工霸图。结构图纸中颁只包含对钢结构懊制造的总体要求叭，即关于典型节背点的说明。然后癌，钢结构详图设暗计师

4、再根据这些安施工图和总体的袄节点说明来设计拔具体的钢结构组班件和具体的几何霸形状，并创建加板工详图，以便准俺确地指导钢结构瓣制造商如何制造澳建筑中的每一个捌钢结构组件。加板工详图中包含材佰料规格、大小、瓣尺寸、焊接、螺熬栓连接、表面处疤理、涂昂装要求八等详细信息。版钢结构施工图（安左）中仅包含关罢于节点的总体说罢明，而加工详图吧（下）则包含制靶造每个钢结构组办件所需的所有细瓣节。懊详图设计师通常按使用绘图软件伴“扒手工皑”蔼创建加工详图或氨用专门的钢结构鞍详图设计软件来艾创建加工详图。坝Autodes胺k 凹Robobat跋 RCAD佰就是一款利用数扮字佰“鞍制造矮”斑模型来创建钢结胺构详图的

5、解决方俺案。颁需要注意的是，疤在建筑项目中，百加工详图的数量氨要远远多于施工疤图的数量。例如拜，为了记录一个暗1,000伴吨建筑项目中的霸钢结构设计（钢肮用量为百1,000柏吨），就需要大版约翱70至败80伴张施工图纸和案1,000挨张加工详图。在瓣将加工详图发布昂到制造环节之前半，结构工程师需岸要检查每一张图扒纸，以验证其中昂的信息与结构设把计保持一致。岸钢结构制造商通板常使用数控机床案自动切割钢梁并邦制孔。有些制造坝商根据加工详图懊中的信息对数控背机床进行手动编败程。另外一些制隘造商则使用上面奥提到的数字化制捌造模型自动对数败控机床进行编程摆。白将绊BIM奥扩展到制造环节案BIM叭怎样满足

6、钢结构翱制造商的需求呢澳？正如制造业中傲基于摆CAD俺的模型能够支持绊制造流程一样，啊专门开发的 HYPERLINK / 建筑信息模型佰，如扮Revit? 跋Structu隘re靶，也可以支持结哀构制造流程。所佰有与钢结构有关稗的图形都已经包癌含在了哎Revit S白tructure设计模型中。这般些设计信息可以班导入到傲CIS/2吧文件中（一种行盎业标准数据格式拜，用来交换钢结坝构信息），便于八在钢结构详图设懊计应用中重新使案用。敖Revit S耙tructur哎e俺设计模型中的钢袄结构图形和信息哀可以通过伴CIS/2隘文件导出，然后稗重新用到钢结构暗详图设计解决方唉案中。百Revit S奥

7、tructur癌e斑设计图形和信息扳可以重新用到隘Robobat矮 RCAD八等建筑详图设计板解决方案中，如拔图所示。请注意败钢结构详图设计应用中添加的更拜多制造信息。版将 HYPERLINK / 罢建筑信息模型氨用于钢结构详图阿设计和制造环节俺，这样便实现了熬全数字的从设计暗到制造流程。重笆复利用设计模型办不但提高了工作氨效率（省却了用啊于创建制造模型扳的时间），而且靶改进了制造质量凹（消除了设计模搬型与制造模型相耙互矛盾的现象）柏。此外，钢结构叭详图设计和制造澳软件中使用的信凹息是基于高度精确、协调、一致斑的建筑信息模型皑的数字设计数据搬，这些数据完全耙值得在相关的建疤筑活动中共享。隘完成

8、加工详图设肮计后，设计团队办或承包商还可以笆利用稗该制造矮模型进行四维建案模，也可以会同岸其它建筑专业和伴模型（如胺MEP哎和建筑设计）进澳行冲突检查。制案造模型并不代表胺最后的竣工状况案，因为在钢结构坝安装阶段可能还唉会发生变更。但般其中包含的细节绊比结构模型要多笆得多，因此在进白行冲突检查时非氨常有用，在空间昂极为紧张的建筑扮中更是如此。邦将捌BIM吧用于钢结构供应瓣链中的另一个优摆势与结构框架的八总体成本有关。绊过去，钢结构的胺原材料成本、制邦造成本和安装成罢本基本相当。但隘是最近几年，制扳造成本和安装成按本在不断上涨。阿为了遏制这一趋蔼势，需要在设计瓣流程中考虑懊“把制造的简单性把”肮

9、（相当于制造行盎业强调爱“跋可加工性般”把）澳将设计模型直接爸用于制造环节还岸可以在制造商与半设计人员之间形八成一种自然的反板馈循环，即在建爸筑设计流程中提柏前考虑制造方面盎的问题。与参与佰竞标的制造商共爸享设计模型有助翱于缩短招标周期白，便于制造商根唉据设计要求的钢埃材用量编制更为阿统一的投标书。半钢结构与其它建凹筑构件之间的协拌调也有助于减少哀现场发生的问题摆，降低不断上升邦的钢结构安装成捌本。把数字化的从设计笆到制造流程离不搬开结构工程师、柏钢结构详图设计八人员和钢结构制背造商之间的协作哎。大多数情况下挨，这三方分别属颁于三个不同公司坝。因此，就需要疤采用不同以往的肮项目交付方法来胺连通

10、设计与制造叭环节，也就是说败由业主、建筑商氨、工程师和承包啊商组成鞍跨职能跋的项目团队，就八设计、制造和施笆工环节中的工作扮进行协调。原本盎需要按顺序进行板的步骤（设计、氨详图设计、制造蔼）可以并行展开盎。设计模型和加柏工详图可以同时芭创建。完成加工斑详图的速度越快，就可以越快向按钢厂下单，越快班开始制造，钢结捌构也可以越快安蔼装完毕。癌数字化制造癌耙成功案例斑在将埃BIM佰用于数字化制造拌方面，加拿大著埃名的工程设计公坝司爸Rutherf般ord & 阿Chekene艾(www.ru熬thchek.坝com)稗堪称行业先驱。按成立于扒1960懊年，总部位于旧伴金山的这家多专胺业公司专门提供搬

11、结构工程和地质哎工程服务，业务吧覆盖医院、体育靶设施、博物馆、敖历史性建筑，甚霸至海洋馆等各类傲建筑。自半2005敖年起，百Rutherf叭ord & 隘Chekene耙公司（百R&C芭）就开始使用暗Revit S败tructur办e昂，目前拥有该软碍件的搬14份许可。他们将版建筑信息模型用捌于设计、分析（暗与敖RAM熬和跋ETABS俺配套）以及数字办化制造环节。捌他们最近开展的捌一个罢Revit S唉tructur扳e扒项目是萨克拉曼案多市萨特总医院（柏Sutter 唉General搬 Hospit盎al Sacr瓣amento吧），这是一座面伴积达佰425,000埃平方英尺的罢11爱层建筑

12、，用来取捌代原有医院。该盎建筑需要使用扳5,000叭多吨钢材，大约吧需捌5,000拌张加工详图。在按该项目中，八R&C隘与钢结构详图设扳计方（邦Dowco爸 Consultants佰公司）、钢结构爱制造商（案Herrick跋 Steel傲公司）以及施工耙方（懊Turner 背Constru扳ction敖公司）开展了密澳切合作。昂R&C白公司负责人兼高凹级工程师阿David 板Bleiman袄介绍说：哀“拜医院建筑的相对按成本要高鞍蔼商用建筑的成本伴为每平方英尺板150爸至扳250爸美元，而医院建袄筑的成本板大约为每平方英熬尺邦600暗至笆800叭美元，所以此类疤建筑适合采用不办同以往的项目交岸

13、付模式。目前我巴们正在计划如何般在该项目中与各罢方进行合作，我吧们的目标是尽可芭能地确保所有数板据的数字化，并版尽可能地使用数敖字化的数据交换艾方式。霸”拌等这些设施投入岸使用后，原有医暗院建筑要实施爆佰破，腾出空间建邦造新的设施。由叭于工期非常紧张扒，他们将工作划般分为几个阶段。班在该项目中的不哀同阶段，各利益班相关方之间需要百采用不同协作方颁法和工作流。安Bleiman斑指出：叭“碍第一阶段是将初蔼步的制造模型（八本案例中采用稗Tekla哀软件创建）与我颁们的袄Revit S岸tructur爱e斑模型进行对比。扳”盎在绊R&C矮与钢结构详图设啊计方开始协作之澳前，制造模型已扳经建成，因此需

14、盎要手动协调这两颁个模型。板Bleiman疤解释说：半“哎跑之前先要会走柏，我们需要先学俺会手动协调这两疤个模型。但取得芭的最终结果是一柏样的，即制造模邦型与设计模型保班持一致，各方在盎结构设计、制造拌和安装环节进行佰协作，从而降低扳成本，缩短交付啊时间。跋”鞍原设计中的任何隘问题，如尺寸、澳大小位置等，都鞍将在设计流程中搬得到及早纠正，鞍进而减少后续阶半段中的信息请求奥（碍RFI拜）和变更单。跋加工详图完成后癌，第二阶段的工背作就开始了：钢哀结构加工详图的氨全数字化评审。吧加工详图评审工爸作（原本需要手稗动打印、传输、跋检查每张详图的柏多个备份）将以绊电子方式在原来隘创建这些详图的癌钢结构详

15、细设计耙软件中进行。把此外，安R&C胺还将使用傲Autodes板k 扮NavisWo拔rks拜软件对完整的制熬造模型和原始的蔼建筑模型进行对凹比和协调。施工绊方霸Turner公司也要采用熬Autodes芭k 八NavisWo敖rks搬软件将结构制造拔模型与其它建筑稗专业的模型相结隘合，以便进行冲碍突检测。岸Rutherf败ord & 拔Chekene板公司利用颁Revit S鞍tructur拔e稗建筑信息模型（扮如本图及下图所啊示的医院项目）啊实现数字化制造总结昂制造行业目前的隘生产效率极高，败其中的部分原因碍是利用数字化数搬据模型实现了制把造方法的自动化昂。同样，澳BIM爸和数字化制造也坝能

16、够提高建筑行爱业的生产效率。艾与集成项目交付笆方法一样，数字岸化制造方法将推绊动建筑行业的快靶速发展。半Bleiman拔总结道：稗“拔我们都知道，要办实现数字化制造肮需要解决很多挑柏战。但是我认为蔼，氨BIM坝解决方案肯定能败帮助我们显著缩案短建筑施工流程罢，更好地控制项俺目效果。佰”皑所谓板EPC霸合同，即设计叭-罢采购巴-柏施工合同，是一艾种包括设计、设笆备采购、施工、按安装和调试，直挨至竣工移交的总安承包模式。这种拌合同模式起源于颁20阿世纪袄60版年代。传统承包拌模式中，材料与唉工程设备通常是安由项目总承包单绊位采购，但业主哎可保留对部分重澳要工程设备和特罢殊材料的采购权安。在澳EPC

17、岸合同模式下，承蔼包商的工作范围霸包括设计（岸enginee白ring懊），工程材料和捌设备的采购（蔼procure把ment暗）以及工程施工巴（矮constru皑ction败）直至最后竣工绊，并在交付业主哀时能够立即运行氨。哀 岸从鞍EPC爸的实践看，即使败业主付出的合同矮价格要高一些，碍甚至高出很多，坝他们仍愿意采用扒这种由承包商承肮担大部分风险的扳做法。对承包商柏来说，虽然这种捌合同模式的风险胺较大，只要有足案够的实力和高水哀平的管理，就有艾机会获得较高的捌利润。隘 败虽然使用稗EPC绊合同承包商可以跋获得更大的利润啊，但是承包商却摆不得不面对比传班统承包合同下大摆得多的风险，分奥析清楚

18、叭EPC拜工程总承包项目澳下风险的成因，袄采用何种策略化暗解这些风险就成俺了承包商不得不稗认真思考的问题按。碍 癌二、拔EPC扳项目的风险成因半 扮总体来说，绊EPC阿项目风险的成因敖也可分为三类：把客观风险成因，巴道德风险成因，瓣技术能力不足风唉险成因和心理风艾险成因。疤 扒（一）客观俺风险成因芭 哎（斑1疤）自然灾害成因坝。败EPC安工程工期长，遭绊遇各种自然灾害盎的机会极大。耙 隘（隘2八）社会政治成因扳。坝邦战争和内乱。这八可能使建设项目扒终止或毁约，或凹者建设现场直接般遭受战争的破坏芭，而使承包商和扒业主都遭受损失袄。颁般国有化、征用、盎没收外资。这往碍往使项目的外方耙业主蒙受重大损

19、百失挨。柏翱EPC败工程总承包项目合同履行过程中敖，项目所在国法鞍律、政策发生变哎化，可能使承包捌商承担额外的责跋任，造成较大的阿履约风险。背 爱（扒3盎）经济成因。阿 懊疤哀艾汇率浮动。业主邦对承包商的付款爸都是承包商所在碍国以外的货币，巴这就便承包商不哀得不承担国际市盎场汇率波动的风挨险。癌白艾靶通货膨胀。通货肮膨胀使工程造价碍大幅度高，承包班商承包合同多数瓣都为固定总价条扮款，必然使承包搬商承担额外支付百的风险。伴 熬阿扮阿衡平所有权（版EQUTTYO袄WNERSHI岸P霸）。承包商在自啊己国家以外的国瓣家承包唉EPC皑项目必须了解和半熟悉各个不同国暗家柏“叭衡平搬法俺”案原则保护其所有

20、败权的规定。例如啊，在承包工程万癌面，有些国家规芭定外因公司的投俺标价格必须比当摆地公司的投标价爸低若干百分点才鞍能将该工程授予拔外国公司，或者捌规定外国公司必疤须与当地公司联拔合才能参加投标哀。办 捌（二）道德艾风险成因俺 阿（颁1爱）业主不付款或奥拖延付款。某些芭国家在财力枯竭癌的情况下，对政吧府的工程项目简半单地废弃合同并吧宣布拒付债务。爱一些扮EPC柏工程项目的业主暗可以采取多种方白法来故意推迟己百完工工程付款。扮拖延支付和扣留扮最后一笔工程质拔量保证金，也是吧承包工程中经常矮碰到的事情。靶 爸 翱（翱2哎）分包商故意违翱约。有的分包商蔼，在项目分包阶段，故意报出低白价，一旦授标给坝他

21、，他则利用各扳种可能的手段，把寻求涨价，甚至斑以工程质量或工败期作为要挟承包懊商的手段，承包凹商一旦处理不当百，就使承包商面搬临工程质量不合搬格或工期拖延从肮而招致对业主承扳担违约或支付额八外费用的风险。霸 把（绊3芭）承包商参与工案程的各级管理人哎员有不诚实或违办法行为。这必然巴对工程的质量、稗进度、成本等造笆成不良影响，使半承包商面临支付拌额外费用或承担皑违约责任的风险稗。昂 哀（三）技术哀能力不足或心理岸因素的风险成因白 隘由于承包商版技术能力薄弱，伴缺乏管理人才和氨经验或者筹集资挨金的能力不足，氨或者承包商和其背分包商都具备履坝行合同的技术、捌财务、认知和管癌理能力但由于其挨主观重视不

22、够或凹其它原因，而对蔼工程中的任何一扳部分疏忽大意、案过失、或不够谨白慎小心等行为，拔也是给承包商增癌加风险发生的机绊率或扩大发生风扳险事件的损失程盎度的因素。啊 肮三、摆EPC班项目可能产生的扮风险损失拔 肮哀1白、经济损失敖 氨（八1爸）承包商因履行敖了合同责任范围颁外的责任义务或哎为避免非承包商翱所应承担的风险背而造成额外成本案支出。颁 伴（安2罢）业主付款拖延柏或拒付部分或全坝部合同款：袄邦由于承包商违约般导致的业主不付般款或迟付款；办 爱办拜扳由于业主的原因氨而由承包商承担爱其不付款或迟付唉款；霸 矮败叭扳由于合同以外第败三者的影响而导耙致业主对承包商盎的不付款或迟付岸款，如分包商违

23、翱约等；俺百承包商与业主都爸无法预见和控制翱的意外事件的发板生而导致的业主艾不付款或迟付款跋。皑 斑扮2罢、企业信誉、信瓣用损失叭 鞍如由于某种拌原因导致公司信案誉受损，如被业巴主。金融机构列斑入黑名单等。这矮种风险对承包商稗的经营管理工作爸带来极大的负面柏影响，甚至使其百面临破产的危险八。捌 阿四、扮EPC岸项目的风险管理案 暗一般地说，八承包商企业对般EPC按工程总承包项目败管理程序分为三扳个阶段：风险识爱别、风险分析、摆风险控制和处理颁。绊 盎背1芭、风险识别袄 摆风险识别是办指承包商企业对哀所承包的八EPC氨工程项目可能遇般到的各种风险的傲类型和产生原因皑进行判断分析，罢以便承包商对风

24、按险进行分析、控胺制和处理。这个八阶段的风险管理凹的主要任务，一把是判断承包商在佰EPC碍工程总承包项目哎中存在着什么风伴险；二是找出风班险的成因。承包班商对每个具体项把目所要面临的风胺险及其成因的分案析应分三步进行颁：（白1伴）了解项目本身癌的一些情况，如皑项目来源，项目扒资金来源、项目白技术水平、有关伴标准要求、工期把、承包商的工作芭范围和业主的风安险承担范围等等班这些资料，同时爸更重要的还应了翱解项目的背景资傲料、业主的资信碍情况等，对上述版材料的分析，可胺以发现很多具体佰的风险成因。绊 拜（班2稗）风险的形式估坝计。风险的形式估计就是要明确爱项目的目标，采扮用的策略、方法跋及实现项目目

25、标邦的手段和资源以氨确定是否适应项捌目及其环境的变巴化。半（傲3败）风险识别的结霸果。风险识别之扳后要把结果整理肮出来，写成书面巴报告，为风险分办析、风险控制和凹处理做准备。风败险识别的结果应拌至少包括下列内埃容：风险来源、吧风险的分类或分唉组、风险特征、霸对项目管理的要巴求。凹 翱在对风险的按识别技术方面，胺主要有德尔菲法案又叫专家意见法昂、专家会议法（笆和前一种统称集扒体经验法）、故碍障树法和筛选绊袄监测坝癌诊断法等方法。败 柏懊2埃、风险分析埃 啊唉EPC跋工程承包中对于傲风险分析评价主挨要从以下几个方敖面进行：暗 袄（熬1碍）政治。考察工爸程所在国家的政拌治局势是否稳定唉；研究其与邻近

26、拜国家的，考察潜矮在的战争危险，办研究其国内政治艾派别，民族，宗拌教纠纷的历史与瓣，分析国内政治耙斗争的发生及后霸果。办 翱（矮2扮）经济。考察工笆程项目所在国家伴的经济形势，国邦家预算，建设规吧模以及能力，研耙究其财政政策和败货币政策，考察鞍其外汇管理体制疤，以及对外资的碍与管理办法等。袄 昂（扒3碍）市场。考察工凹程项目所在国家爱主要生产和生活耙物资近几年的价拔格浮动趋势，研疤究其通货膨胀情肮况，研究其建筑澳市场发展状况，坝国际承包公司和埃本国工程公司已碍承包工程的价格笆水平和支付条件熬等。袄 阿（袄4摆）业主。调查拟爸投标项目业主的澳情况（政府或私翱人的），了解其盎资金来源及可靠袄程度，

27、了解统一版业主的其他项目扮的管理与支付的绊情况，研究业主版的监理工程能力昂以及其对质量；岸进度，标准的要熬求。艾 阿（捌5傲）合同。研究招阿标文件的一般合半同条件和特殊条靶件，并将这些条板件同国际通用的哀合同条件进行对瓣比研究，分析其八差异，重点研究坝合同条件中的支败付条款，税收，疤外汇，价格调整袄等条款，分析其佰有关各种限制性巴说明等等。阿 碍（靶6爱）自然条件。调般查拟投标项目的坝向现场条件，包啊括外部条件（如暗道路，供水，供百电，通讯及交通稗运输等），地形罢，地质，水文，扒地震，气象以及澳周围的环境条件笆，特别要考察建搬设地区的自然灾把害历史，如洪水碍、沙暴、干早等稗等。霸 皑通过以上各斑个方面调查研究傲，分析发生各种败风险的可能性及佰危害程度，对风傲险做出客观的综稗合评价，为制定哀和采取减轻和转懊移风险的