BIM与钢结构碰撞出火花照亮了建筑界

BIM与钢结构碰撞出火花，照亮了建筑界！根据斯坦福大学学集成设施工工程中心（CenteerforrInteegrateedFaccilityyEngiineeriing，CIFE）的研究数数据，建筑施施工行业的生生产效率正在在持续下滑。该该数据显示，生生产效率问题题是建筑行业业面临的根本本性问题，同同时也是施工工效果无法预预测的主要原原因。为了改进这一状状况，许多企企业将用来描描述建筑设计计方案的建筑筑信息模型用用到了各种相相关的建筑活活动中，包括括建筑施工和和建筑构件的的数字化制造造。HYPERLINK"/"BIM能够支支持所有建筑筑专业中从设设计到制造整整个工作流程程，包括使用用结构建筑信信息模型完成成钢结构的数数字化制造。基于模型的设计计和制造几十年来，制造造行业一直在在使用机械CAD系统制造数数字模型。这这些模型不仅仅能够说明产产品的设计，还还可以用到其其它应用中，如如应力分析、现现场支持，当当然还有制造造。CAD模型可以用用来生成控制制CNC（计算机数数字控制）机机床，提高机机械加工流程程的自动化程程度。建筑行业也可以以采用类似的的方法来实现现建筑施工流流程的自动化化。尽管建筑筑不能像汽车车一样在“加工”好整体后发发送给业主，但但建筑中的许许多构件的确确可以异地加加工，然后运运到建筑施工工现场，装配配到建筑中。例例如，门窗、预预制混凝土结结构和钢结构构等构件。钢结构建造基础础知识要想了解怎样利利用HYPERLINK"/"BIM来实现现钢结构制造造的自动化，我我们必须了解解构成建筑框框架的钢结构构组件是怎样样制成的。首首先，钢厂利利用热轧加工工流程（通常常情况下）制制成钢结构原原材料。钢结结构制造商购购入这些原材材料，并按照照加工详图（详详细描述钢结结构中每个部部分应如何制制造的说明书书）将原材料料切割并制成成用于建筑施施工的梁和柱柱。制成后的的钢结构组件件被运到施工工现场，由钢钢结构安装工工进行安装。那么现场施工图图从何而来？？结构工程师师的职责是设设计、分析并并验证建筑的的结构框架，并并创建记录结结构设计的施施工图。结构构图纸中只包包含对钢结构构制造的总体体要求，即关关于典型节点点的说明。然然后，钢结构构详图设计师师再根据这些些施工图和总总体的节点说说明来设计具具体的钢结构构组件和具体体的几何形状状，并创建加加工详图，以以便准确地指指导钢结构制制造商如何制制造建筑中的的每一个钢结结构组件。加加工详图中包包含材料规格格、大小、尺尺寸、焊接、螺螺栓连接、表表面处理、涂涂装要求等详详细信息。钢结构施工图（左左）中仅包含含关于节点的的总体说明，而而加工详图（下下）则包含制制造每个钢结结构组件所需需的所有细节节。详图设计师通常常使用绘图软软件“手工”创建加工详详图或用专门门的钢结构详详图设计软件件来创建加工工详图。AutoddeskRRobobaatRCAAD就是一款利利用数字“制造”模型来创建建钢结构详图图的解决方案案。需要注意的是，在在建筑项目中中，加工详图图的数量要远远远多于施工工图的数量。例例如，为了记记录一个1,000吨建筑项目目中的钢结构构设计（钢用用量为1,000吨），就需需要大约70至80张施工图纸纸和1,000张加工详图图。在将加工工详图发布到到制造环节之之前，结构工工程师需要检检查每一张图图纸，以验证证其中的信息息与结构设计计保持一致。钢结构制造商通通常使用数控控机床自动切切割钢梁并制制孔。有些制制造商根据加加工详图中的的信息对数控控机床进行手手动编程。另另外一些制造造商则使用上上面提到的数数字化制造模模型自动对数数控机床进行行编程。将BIM扩展到到制造环节BIM怎样满足足钢结构制造造商的需求呢呢？正如制造造业中基于CAD的模型能够够支持制造流流程一样，专专门开发的HYPERLINK"/"建建筑信息模型型，如Revitt?Strructurre，也可以支支持结构制造造流程。所有有与钢结构有有关的图形都都已经包含在在了RevittStruucturee设计模型中中。这些设计计信息可以导导入到CIS/2文件中（一一种行业标准准数据格式，用用来交换钢结结构信息），便便于在钢结构构详图设计应应用中重新使使用。RevitSStructture设计模型中中的钢结构图图形和信息可可以通过CIS/2文件导出，然然后重新用到到钢结构详图图设计解决方方案中。RevitSStructture设计图形和和信息可以重重新用到RobobbatRCCAD等建筑详图图设计解决方方案中，如图图所示。请注注意钢结构详详图设计应用用中添加的更更多制造信息息。将HYPERLINK"/"建筑信息模型型用于钢结构构详图设计和和制造环节，这这样便实现了了全数字的从从设计到制造造流程。重复复利用设计模模型不但提高高了工作效率率（省却了用用于创建制造造模型的时间间），而且改改进了制造质质量（消除了了设计模型与与制造模型相相互矛盾的现现象）。此外外，钢结构详详图设计和制制造软件中使使用的信息是是基于高度精精确、协调、一一致的建筑信信息模型的数数字设计数据据，这些数据据完全值得在在相关的建筑筑活动中共享享。完成加工详图设设计后，设计计团队或承包包商还可以利利用该制造模模型进行四维维建模，也可可以会同其它它建筑专业和和模型（如MEP和建筑设计计）进行冲突突检查。制造造模型并不代代表最后的竣竣工状况，因因为在钢结构构安装阶段可可能还会发生生变更。但其其中包含的细细节比结构模模型要多得多多，因此在进进行冲突检查查时非常有用用，在空间极极为紧张的建建筑中更是如如此。将BIM用于钢钢结构供应链链中的另一个个优势与结构构框架的总体体成本有关。过过去，钢结构构的原材料成成本、制造成成本和安装成成本基本相当当。但是最近近几年，制造造成本和安装装成本在不断断上涨。为了了遏制这一趋趋势，需要在在设计流程中中考虑“制造的简单单性”（相当于制制造行业强调调“可加工性”）将设计模型直接接用于制造环环节还可以在在制造商与设设计人员之间间形成一种自自然的反馈循循环，即在建建筑设计流程程中提前考虑虑制造方面的的问题。与参参与竞标的制制造商共享设设计模型有助助于缩短招标标周期，便于于制造商根据据设计要求的的钢材用量编编制更为统一一的投标书。钢钢结构与其它它建筑构件之之间的协调也也有助于减少少现场发生的的问题，降低低不断上升的的钢结构安装装成本。数字化的从设计计到制造流程程离不开结构构工程师、钢钢结构详图设设计人员和钢钢结构制造商商之间的协作作。大多数情情况下，这三三方分别属于于三个不同公公司。因此，就就需要采用不不同以往的项项目交付方法法来连通设计计与制造环节节，也就是说说由业主、建建筑商、工程程师和承包商商组成跨职能能的项目团队队，就设计、制制造和施工环环节中的工作作进行协调。原原本需要按顺顺序进行的步步骤（设计、详详图设计、制制造）可以并并行展开。设设计模型和加加工详图可以以同时创建。完完成加工详图图的速度越快快，就可以越越快向钢厂下下单，越快开开始制造，钢钢结构也可以以越快安装完完毕。数字化制造———成功案例在将BIM用于于数字化制造造方面，加拿拿大著名的工工程设计公司司Rutheerfordd&Chhekenee(www..ruthcchek.ccom)堪称行业先先驱。成立于于1960年，总部位位于旧金山的的这家多专业业公司专门提提供结构工程程和地质工程程服务，业务务覆盖医院、体体育设施、博博物馆、历史史性建筑，甚甚至海洋馆等等各类建筑。自2005年起，Rutherford&Chekene公司（R&C）就开始使用RevitStructure，目前拥有该软件的14份许可。他们将建筑信息模型用于设计、分析（与RAM和ETABS配套）以及数字化制造环节。他们最近开展的的一个RevittStruucturee项目是萨克克拉曼多市萨萨特总医院（SutteerGenneralHospiitalSSacrammento），这是一一座面积达425,0000平方英尺的11层建筑，用用来取代原有有医院。该建建筑需要使用用5,000多吨钢材，大大约需5,000张加工详图图。在该项目目中，R&C与钢结构详详图设计方（DowcooConssultannts公司）、钢钢结构制造商商（HerriickStteel公司）以及及施工方（TurneerConnstrucction公司）开展展了密切合作作。R&C公司负责责人兼高级工工程师DaviddBleiiman介绍说：“医院建筑的的相对成本要要高——商用建筑的的成本为每平平方英尺150至250美元，而医医院建筑的成成本大约为每每平方英尺600至800美元，所以以此类建筑适适合采用不同同以往的项目目交付模式。目目前我们正在在计划如何在在该项目中与与各方进行合合作，我们的的目标是尽可可能地确保所所有数据的数数字化，并尽尽可能地使用用数字化的数数据交换方式式。”等这些设施投入入使用后，原原有医院建筑筑要实施爆破破，腾出空间间建造新的设设施。由于工工期非常紧张张，他们将工工作划分为几几个阶段。在在该项目中的的不同阶段，各各利益相关方方之间需要采采用不同协作作方法和工作作流。Bleimman指出：“第一阶段是是将初步的制制造模型（本本案例中采用用Tekla软件创建）与与我们的RevittStruucturee模型进行对对比。”在R&C与钢结结构详图设计计方开始协作作之前，制造造模型已经建建成，因此需需要手动协调调这两个模型型。Bleimman解释说：“跑之前先要要会走，我们们需要先学会会手动协调这这两个模型。但但取得的最终终结果是一样样的，即制造造模型与设计计模型保持一一致，各方在在结构设计、制制造和安装环环节进行协作作，从而降低低成本，缩短短交付时间。”原设计中的的任何问题，如如尺寸、大小小位置等，都都将在设计流流程中得到及及早纠正，进进而减少后续续阶段中的信信息请求（RFI）和变更单单。加工详图完成后后，第二阶段段的工作就开开始了：钢结结构加工详图图的全数字化化评审。加工工详图评审工工作（原本需需要手动打印印、传输、检检查每张详图图的多个备份份）将以电子子方式在原来来创建这些详详图的钢结构构详细设计软软件中进行。此外，R&C还还将使用AutoddeskNNavisWWorks软件对完整整的制造模型型和原始的建建筑模型进行行对比和协调调。施工方Turneer公司也要采采用AutoddeskNNavisWWorks软件将结构构制造模型与与其它建筑专专业的模型相相结合，以便便进行冲突检检测。Rutherfford&&Chekkene公司利用RevittStruucturee建筑信息模模型（如