摘要：随着建筑产业从粗放向精细化管理的转型阶段，介绍了BIM技术在脚手架精细化施工管理过程中的应用，从模型创建、方案设计、工程量统计、安全控制、效益分析等方面进行阐述，说明了BIM技术在脚手架施工中的积极作用。
关键词：BIM；脚手架；效益分析
0 引言
随着科学技术的发展，传统的建筑行业发生了巨大的改变。以BIM技术为先驱的第二次技术革命悄然到来，世界各地都留下了改革的身影，当前BIM技术正在经历从三维物理模型到数据模型的趋势的发展。我国BIM技术应用研究较晚，但现已成为我国工程建设领域信息应用的热点，工程项目各参与方都在积极探索应用BIM技术，以彰显BIM技术应用价值。近年来一些大型工程建设项目，特别是超高层项目如中国尊、上海中心、天津117大厦等，通过采用BIM技术取得良好效果。通过BIM技术可以在复杂情况下进行精准的设计优化、方案优化、模拟施工，在保证工程质量的前提下缩短工期。
建筑脚手架工程是建设工程项目中不可或缺的环节。我国在建国初期受国情及建筑结构的影响，建筑行业普遍使用木竹脚手架。同时期美日等国相继开发出各种形式的钢管脚手架。改革开放以来，我国建筑行业进入飞速发展时期，之前普遍采用的竹木脚手架已不能满足行业发展需要，我国开始引进钢管脚手架，并逐步形成了多种形式钢管脚手架。但我国现阶段脚手架设计普遍采用二维结构设计方法，这种设计方法通常会出现①由于二维设计不够直观或施工人员对施工图纸的理解错误；②技术人员识图、建模计算等花费时间较长，工作效率低下；③协同性较差等问题。
在BIM技术如火如荼发展的行业背景下，利用BIM技术强大的数据模型功能，使脚手架建模计算在可视化环境下进行，可以最大程度的保证设计模型满足施工现场需求，并有效解决传统脚手架设计时可能发生的问题。
1 脚手架BIM模型创建方法
对于建筑工程而言，必须保证脚手架结构形式及连墙件设计安全合理，因此需要先建立主体结构数据模型，随后根据建筑结构模型进行脚手架结构设计。脚手架BIM模型由各具体构件模型组合而成。构件模型通过应用Revit软件新建族命令依次进行各构件模型的创建，在打开Revit软件后，依次点击新建、族、公制常规模型后进入模型创建界面。在工程实际应用中，根据脚手架形式，创建各种形式脚手架所需的族。在完成Revit族创建后，可根据建筑结构模型进行脚手架模型的创建[1]。
2脚手架BIM模型方案设计
脚手架设计的关键是保证架体结构具有足够的强度、刚度、稳定性，并能与建筑结构可靠连接，将脚手架荷载安全均匀的传递至基础或主体结构。方案设计阶段BIM技术主要体现在以下三个方面：①有助于对建筑结构形式的理解，确定脚手架结构形式；②方案设计中，利用可视化特点，制作施工过程动画模拟，有利于对脚手架搭设与拆除等环节的理解以及危险源的排查；③在脚手架检查验收过程中，将检查评分表及现场采集的安全信息链接到脚手架数据模型中，实现模型与施工现场一致，对脚手架施工过程实施动态管理[2]。
现行的脚手架设计中仅对脚手架的平面布置与局部剖面进行设计，相当于仅对施工规范进行细化形成搭设导则，施工中还需施工操作人员根据经验值对构造进行调整。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传统设计中，连墙件设计通常以文字或简单图纸进行表述，现场操作过程中往往无法严格按设计要求进行搭设，存在安全隐患。使用BIM模型可在结构中进行精确设计布置，并可提前发现连墙件与结构冲突位置，并及时做好连墙件位置优化，保证脚手架施工安全。
3 工程量统计
BIM模型中所需脚手架的工程量与施工现场实际需要的用量一致，按照BIM模型中脚手架的需用量安排架体材料采购，并在施工过程中进行对比，可反映施工过程中脚手架搭设是否按方案设计执行。
根据脚手架BIM模型中自己创建的脚手架族、限制条件数据及其他数据自动统计并进行工程量计算。通过脚手架族实现了脚手架快速建模及脚手架工程量的计算，为工程施工前期脚手架的采购提供精准可靠的脚手架材料需求清单。依据脚手架BIM模型统计出的脚手架需求量清单，在标准设计下，各类构件的实际使用量与计划使用量一致，通过分阶段控制脚手架构件的的使用量，间接控制架体安全。
4 脚手架BIM模型安全控制
根据脚手架施工现场搭设过程中存在的安全隐患进行分析，可以得出其原因在于技术不成熟，施工管理不到位。通过建立脚手架BIM模型，在施工前进行三维可视化交底并进行施工模拟，可有效解决脚手架方案设计中存在的安全隐患。通过三维可视化交底，能够使施工人员对脚手架施工具有直观了解，并对重点及难点进行有效控制。此外通过脚手架BIM模型建立，还能够将具体施工人员的信息编入到具体的施工模型部位中，用以落实安全责任，可有效避免出现安全问题后互相推责情况的发生。脚手架的BIM安全信息模型实现了安全问题的事前和事中有效控制，通过事前控制中的可视化技术进行安全技术交底和脚手架BIM模型的分析，可以安排专人对难点和重点进行现场监督。并且可以采用动画形式通过施工模拟对脚手架搭设流程及要点进行直观的展示，为脚手架的实际搭设提供了有力的参考依据[4]。
5 脚手架BIM模型效益分析
传统的脚手架方案编制及材料配置过程中造成大量的人力资源消耗，借助BIM模型脚手架设计软件，在参数设定后可一键完成受力计算、脚手架设计、材料统计及方案优化等功能，从而较少人力资源的投入。
在完成不同型号的脚手架材料用量统计后，将统计数据对操作工人进行交底，施工人员按交底数量及尺寸对架体所需材料进行集中加工，从而提升架体材料的利用率，施工过程中根据进度安排，结合架手架材料模型统计量控制材料进场量，在满足现场施工前提下减少材料的现场积压，提高架体材料周转率；利用三维可视化交底，可使工人对架体搭设具有直观的了解，减少返工造成的工期及施工成本压力，提高经济效益。
采用BIM模型脚手架设计，可基本实现架体材料集中加工，减少现场架体材料的浪费，提高项目绿色施工水平，具有一定的社会效益[5]。
6 结语
本文通过对BIM脚手架模型的创建、方案设计、工程量统计、安全控制、效益分析进行阐述，施工人员根据交底内容进行施工，有效提高施工人员的工作效率及准确性，较少材料的浪费。同时BIM技术在脚手架施工可提高项目精细化管理水平，同时在脚手架施工过程中绿色施工及降本增效取得一定的效果。
参考文献：
[1]王铁梦.基于BIM技术的附着升降脚手架信息化管理应用研究[D].北京：北京建筑大学，2018
[2]武雷，邵明民，夏骋.BIM技术在脚手架安全管理中的应用研究[M].南京：施工技术，2016.9：15~17
[3]方晓.BIM技术在脚手架安全管理中的应用分析[M].桂林：化工管理，2017.1：100
[4]穆文奇，徐炜，南芳兰.BIM技术在模板脚手架工程施工精细化管理中的应用研究[M].成都：施工技术，2017.3：12-14
论文作者:葛凯,郑兴东,贾泽伦
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第13期
论文发表时间:2019/1/20
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