摘要：钢筋加工需要使用大量的钢材，如何正确对待钢筋加工生产节约和减耗，对一项工程成本控制起着至关重要的作用，如果单单按照以往的传统模式，分散建立相应的钢筋加工厂，将大大提升投入成本，致使出现一系列不良问题，为解决传统钢筋加工中的实际问题，必须加强钢筋加工的自动化水平，提升生产效率，实现科学生产与管理，以此降低资源成本消耗，最大程度上提升经济效益。
关键词：BIM技术；钢筋数控；加工技术；应用；分析
引言：目前钢筋棒材的套料计算主要是手工计算，计算费时费力，并且计算结果受人的主观意识影响大。在钢筋集中加工的情况下，需要计算的数据量比分散加工要大得多，人工计算显得非常困难。另一方面，数据越多，越有可能计算出更合理的结果，也就更可能提高钢筋的利用率。关于钢筋棒材套料的论文成果有很多，但目前缺少具体的软件来实现，并且现有算法一般计算次数多，对大量数据的处理速度较慢。
1.传统钢筋加工存在的主要问题
1.1资源浪费现象严重
部分项目管理对现场施工的标准化、规范化、程序化要求较高，常规施工组织方式投入耗费较大，不利于项目成本控制。此外，在过去钢筋分散加工生产过程中，钢筋加工管理松懈，加工过程中对原材料随意加工，产生的费料比较多，浪费较大，许多原材料未得到利用就丢弃等现象普遍，会给项目造成极大的经济损失，加大了工程投入成本，是造成工程利润降低的主要问题。
1.2设备利用率低
首先，分散加工厂设备投入较大，面对主体单一，加工生产量较少，遇到特殊加工部位又需进行外围加工。在实际生产中设备得不到充分的利用，造成设备利用率下降，设备闲置情况比较严重。其次，管理人员及特种人才的利用率下降，由于建设较多，很多地区特种工人需求量逐年增加，特种工人严重不足。此外，由于钢筋加工厂的分散，加大了安全成本投资，因此造成了安全控制、管理难度加大，安全成本投资较高等问题。综上所述，钢筋加工必须实现优化管理，要利用新思路、新方法、新技术来实现钢筋生产加工自动化、数字化。
2.BIM技术的钢筋数控加工技术应用
2.1高效建模
有必要创建精确定位的钢筋模型，而非示意图形式的线模，类似于钢筋配筋少筋或多筋都不合适。钢筋BIM模型主要有以下用途：一是钢筋算量；二是钢筋翻样；三是套坑基础、劲性结构等复杂钢筋节点碰撞检查及优化；四是现场作业交底指导。其中第二、三点应用需求对模型的精度要求非常高，示意性模型不能满足需求。因此，在最大范围的调研分析国内外常用钢筋BIM应用软件后，选定Tekla Structures作为基础平台软件，并经过长期的研究，根据规范要求和翻样需求，针对基础、梁、柱、板等常规构件，自主开发系列智能布筋组件程序，如：混凝土梁支座负筋TS智能布筋软件、混凝土梁拉筋TS智能布筋软件等。基本覆盖常规框架结构混凝土及钢筋建模需求。通过CAD获取原始数据，在BIM建模软件里嵌入自主开发的组件，输入相关参数，即可实现高效建模。钢筋BIM模型建模流程对于翻样者及审核者而言，查错也变得简单。翻样效果会在模型中及时呈现，纵横钢筋是否互相影响制约，钢筋排布有无可视性错误，都一目了然，而出现错误要么是数据录入不准确，要么是设计本身有问题，可以及时更正。传统翻样往往到现场施工时才能发现问题，那时再采取补救措施，既浪费了时间，还得重新加工、多耗材料和人工。
2.2智能套料
首先，自主开发钢筋棒材优化套料软件，该软件是基于Excel VBA平台开发的宏工程，使用excel保存数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其目的是根据钢筋的规格、下料长度和根数，计算出套料分组，给原材断料提供依据。同规格钢筋套料分组函数是核心函数，经测试，核心函数每次运行时间约0．6-0．8s，并且与数据量的多少关联不大。整个计算的总耗时，取决于规格的多少，即与规格的数量成正比。开发的界面简洁，操作简单。余料利用是指充分利用上一次套料计算结果中的余料，来减少本次原材的用量，它需计算的数据量少，直接使用背包动态规划算法进行计算。
2.3数控加工
导出料单数据并进行自动化处理、格式转换并生成加工任务条形码，然后利用网络传输至钢筋数控加工机械，以扫描条码进行任务指令的下发。加工工人只需在电脑上进行操作，将加工任务发送至数控设备中，管理人员在后台提前规划安排好工作任务计划，工人使用移动端获取当日的即时加工任务，扫一扫条形码料牌，确认该批次的批次数量、型号、尺寸信息后开动机器，一项任务完成后再自动跳转到下一条任务。
3.BIM数控加工应用的不足
钢筋数控加工目前应用普及较缓，除设备本身稳定性有待提高等技术问题外，还存在以下问题：一是对于非标准、异形构件，数控加工难以解决技术问题。设备的综合利用，数控设备与常规设备搭配使用，解决不同的加工需求，数控设备的高效性可以解决批量化半成品加工，常规设备的灵活性可以解决非标构件、零星变更补料等需求。二是场地的综合考虑，数控设备大多占地面积大，需要的钢筋堆场面积也大，常规设备占地小，挪动灵活，场外加工会增加额外的运输成本，场内加工安全文明投入较大。三是不同施工部位的综合考虑，基础地下室阶段，钢筋需求量大，基础钢筋形状复杂、直径粗，常规设备无论是从工效上还是功能上都难以满足，而地上阶段，钢筋需求量不太大，钢筋形状简单，数控设备一般难以满负荷运行，窝工情况严重。
4.实践结果及总结
由于本技术利用BIM技术为手段进行钢筋的三维快速翻样，数据的自动处理并与数控加工机械的无缝对接，有效提高钢筋的加工质量和效率、降低劳动强度、材料浪费及能源消耗。例如天河机场三期扩建工程停车楼T-W-5和T-W-6区（建筑面积约11040m2）的施工过程中，钢筋加工全部采用了基于BIM的钢筋数控加工工法，共加工生产钢筋半成品1 450t，人均加工钢筋4t/d，钢筋原材加工利用率在99．5%以上，经济效益率28．8%。基于BIM技术的钢筋数控加工工法，采用BIM技术翻样，数控机械加工，操作简单，充分发挥资源最大经济效益，通过技术推动成本控制，加快施工进度，是今后钢筋加工的趋势。同时避免了传统钢筋加工车间环境差，加工设备多，加工车间乱等问题，不但能提高企业在市场上的科技实力和综合竞争力，而且可以进一步促进经营开发的发展，带来更好经济和社会效益。
总结：数控加工技术能有效提升钢筋加工的生产效率和生产效益，实现数控加工技术的应用，对于促进钢筋生产数字化、自动化有着良好的作用，能够促进我国钢筋生产领域形成高质量、低成本的生产管理体系，在工业化不断取得进步的今天，数控技术在钢筋生产中的应用有着广泛的前景。
参考文献：
[1]谷子.基于BIM技术的混凝土结构梁柱钢筋笼吊装安装技术[J].四川水泥，2018（05）：161.
[2]沈彬彬.基于BIM技术在某工程复杂节点钢筋设计中的应用[J].绿色环保建材，2018（04）：74+76.
[3]姚刚，岳文峰，贾玮.基于BIM技术的复杂节点处密集钢筋安装优化[J].施工技术，2018，47（03）：114-117.
[4]魏晨康，袁小兵，王强，王瑞芳，胥文彬.基于BIM技术的复杂劲性结构钢筋优化设计[J].施工技术，2017，46（09）：11-13+125.
[5]叶勇，陈斐，肖映灼，罗灿，邱少丹，孙海峰.BIM技术在先进核电工程钢筋深化设计中的应用[J].施工技术，2016，45（S2）：612-614.
论文作者:熊望辉,贾道同,王剑辉,孟嗣航
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/12
标签：钢筋论文; 加工论文; 数控论文; 技术论文; 套料论文; 设备论文; 常规论文; 《基层建设》2018年第23期论文;