bim技術(shù)在超高層建筑中的應(yīng)用

0bim技術(shù)在非小企業(yè)中的應(yīng)用隨著社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)代城市建設(shè)的進(jìn)程開始了。在城市土地資源越來越緊張的背景下，新建工程基本都是高層、超高層建筑，從而緩解城市土地資源緊張問題，滿足人們的居住需求。在新建工程設(shè)計(jì)、建設(shè)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用愈加廣泛，工作人員借助BIM技術(shù)優(yōu)勢，對超高層建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以有效提高工程建設(shè)效率、質(zhì)量。傳統(tǒng)建筑工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)都是采用CAD的二維圖，無論是正面圖、俯視圖，都無法呈現(xiàn)出內(nèi)部細(xì)節(jié)，在落實(shí)到施工環(huán)節(jié)中可能會出現(xiàn)漏洞，而三維模型不同，可以從各個(gè)角度觀察工程結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，更好地展開工程設(shè)計(jì)和施工工作。1bim相關(guān)闡述BIM技術(shù)的中文名為“建筑信息模型”，是建筑學(xué)、工程學(xué)、土木工程的新工具BIM并不是指某一個(gè)建筑模型軟件，而是一種軟件種類，因此BIM相關(guān)軟件數(shù)量有很多。常見的BIM軟件包括Autodesk的Revit建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備軟件，該軟件在民用建筑中應(yīng)用最為廣泛；Bentley建筑、結(jié)構(gòu)系列軟件，在基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用十分廣泛；ArchiCAD是一種全球化的BIM產(chǎn)品，也是后續(xù)BIM軟件開發(fā)與發(fā)展的核心建模軟件。2項(xiàng)目總結(jié)某超高層建筑東、西、北臨路，南側(cè)為規(guī)劃綠地。建筑為地下7層、地上108層的超大、超高型建筑工程，總面積為43.7萬m3大型建設(shè)項(xiàng)目的困難和重點(diǎn)3.1施工方案管理結(jié)合工程概況來看，本工程的工程量相當(dāng)大，并且施工難度高，需要投入大量的人、財(cái)、物。作為一種國內(nèi)少有的特大型工程，必須要保證施工質(zhì)量和施工安全。工程鋼結(jié)構(gòu)體量大、內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜、安裝難度高，合同工期要求3年（36個(gè)月）封頂，平均1周時(shí)間建設(shè)完一層，技術(shù)難度很大。由于工程方案的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)變更頻繁，圖紙量多。在時(shí)間層面上還會直接影響到施工質(zhì)量和安全，所以要提出更加合理的施工方案，需要有一個(gè)更具統(tǒng)籌能力的管理機(jī)制和施工理念。所以，對于該工程來說，如何在較短時(shí)間內(nèi)，減少設(shè)計(jì)變更造成的成本增加、延長施工周期以及保證工程質(zhì)量是重點(diǎn)和難點(diǎn)3.2堆場規(guī)劃布置結(jié)合圖1可知，工程主要是建設(shè)在Z15地塊上，還要考慮施工維護(hù)、設(shè)備占地等，所以施工空間非常狹小。在地下工程建設(shè)中，基坑北部道路相連步行街無法使用，因此構(gòu)件、混凝土、鋼材的進(jìn)場安排非常困難，堆場規(guī)劃與布置也是該項(xiàng)目應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。因此，如何通過全局性劃分、管理，縷清整個(gè)施工體系的關(guān)系是需要著重關(guān)注的問題。而BIM技術(shù)的應(yīng)用可以通過建筑模擬方法，結(jié)合施工平面組織情況，自定義協(xié)調(diào)管理方案，以供方案設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場管理參考。4在多層建筑中集成集成技術(shù)的效率為了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量、減少設(shè)計(jì)變更、保證施工質(zhì)量、確保施工安全，本工程積極利用BIM三維建模技術(shù)，并貫穿到工程建設(shè)的始終。4.1鋼結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建4.1.1維協(xié)同設(shè)計(jì)模型BIM技術(shù)的出現(xiàn)，讓建筑工程師不在局限在2D圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與編制，借助BIM技術(shù)通過輸入建筑信息數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)即可自動生成帶有各項(xiàng)參數(shù)的3D模型，實(shí)現(xiàn)可視化操作，借助三維模型指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場施工管理。此外，CAD設(shè)計(jì)出的二維模型無法直接反映出工程框架結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系、交叉作業(yè)相互影響作用。而構(gòu)建BIM模型，可以直接呈現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)尺寸、位置、空間布局關(guān)系，并且可以配合土建、幕墻、機(jī)電等專業(yè)更加清晰地表達(dá)出關(guān)系模型，對模型形態(tài)和施工形態(tài)進(jìn)行模擬，充分發(fā)揮BIM技術(shù)價(jià)值。4.1.2bim制定路線由于本建筑工程的施工現(xiàn)場空間有限，考慮到堆場安排受限，因此進(jìn)行了多次方案合理性論證，借助BIM技術(shù)平臺構(gòu)建3D鋼結(jié)構(gòu)模型，對各類施工路線進(jìn)行明確劃分，包括人行線、行車線、堆場劃分、機(jī)械設(shè)備安置地規(guī)劃。鋼結(jié)構(gòu)BIM模型如圖3所示4.1.3bimd模型技術(shù)應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)中，采用二維設(shè)計(jì)方案無法呈現(xiàn)出細(xì)節(jié)問題，既使發(fā)現(xiàn)問題也要進(jìn)一步深度分析，多數(shù)都是現(xiàn)場出現(xiàn)問題后再提出技術(shù)解決方案，不僅會增加工程成本，還會延長施工周期。而在BIM技術(shù)地加持下，可以實(shí)現(xiàn)建設(shè)問題的預(yù)見，BIM平臺連接大數(shù)據(jù)可以提出多項(xiàng)解決方案，將現(xiàn)有的工程模型合并，展開碰撞檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的漏洞與缺陷，第一時(shí)間修改建筑模型，展開深度設(shè)計(jì)，確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。本工程借助BIM3D模型解決了諸多不可預(yù)見的碰撞問題，加強(qiáng)了交叉作業(yè)的協(xié)調(diào)性，降低了現(xiàn)場施工的失誤率，提高了施工效率。防碰撞模型如圖4所示4.1.4bim模型快速適用工程進(jìn)度安排方面，傳統(tǒng)方法是利用橫道圖掌控現(xiàn)場施工進(jìn)度情況，雖然該方法也可以直觀呈現(xiàn)，但是無法清楚的表達(dá)各道工序之間的邏輯關(guān)系，也沒有通過進(jìn)度計(jì)劃時(shí)間參數(shù)數(shù)據(jù)，難以規(guī)劃關(guān)鍵路線和關(guān)鍵工作，工程計(jì)劃調(diào)整的難度大，無法在大型進(jìn)度規(guī)劃中應(yīng)用。然而，利用BIM模型可以快速解決該問題。將建好的工程BIM模型導(dǎo)入到Navisworks當(dāng)中，模擬關(guān)鍵施工工序，變更過程只需要直接移動模型相對應(yīng)位置，或開啟、關(guān)閉參數(shù)調(diào)整功能，即可呈現(xiàn)出工程建設(shè)的效果，插入時(shí)間維度呈現(xiàn)出項(xiàng)目施工動畫，有助于工程的理解和溝通，呈現(xiàn)出安裝細(xì)節(jié)。4.2支持施工的材料4.2.1鋼板墻吊裝施工本項(xiàng)目工程鋼板墻整體上劃分為四個(gè)區(qū)域，四個(gè)鋼板墻區(qū)域會相互產(chǎn)生影響，也就是每個(gè)區(qū)域鋼板墻施工時(shí)都會對相鄰鋼板墻安裝位置造成影響，所以必須要在吊裝前確定施工流程。借助BIM模型以及工程建設(shè)實(shí)際狀況，根據(jù)工程需求生成四維動畫，直接表達(dá)出鋼板墻的整體施工流程，從而更好地開展施工安裝進(jìn)度規(guī)劃工作4.2.2施工誤操作過去，管理人員在施工技術(shù)交底、安裝交底過程中，都是拿著施工圖紙給施工人員講解技術(shù)方案和施工重難點(diǎn)，在溝通過程中難免會曲解對方意圖，造成施工失誤。而借助BIM模型進(jìn)行交底工作，可以直接呈現(xiàn)出建設(shè)成果的最終效果，以及重難點(diǎn)施工區(qū)域應(yīng)建設(shè)成什么樣，這樣施工人員可以更好更快地領(lǐng)悟到交底意圖，降低施工失誤率，提高溝通效果。4.2.3維紙條安裝難度對于鋼結(jié)構(gòu)來說，與土建、幕墻等專業(yè)有很大區(qū)別，主要涵蓋了焊接與安裝，焊縫長度計(jì)算尤為復(fù)雜，采用二維圖紙不僅需要大量材料、人力、時(shí)間，并且取得的效果非常小。而BIM平臺可以直接在計(jì)算機(jī)上累計(jì)數(shù)據(jù)信息，對不同區(qū)域的厚板、薄板進(jìn)行區(qū)分，盡快獲取所需數(shù)據(jù)信息。4.2.4構(gòu)件尺寸、質(zhì)量任何材料進(jìn)場前都要做好質(zhì)量驗(yàn)收工作，這也是保證工程建設(shè)質(zhì)量的重要關(guān)口，構(gòu)件尺寸、質(zhì)量決定了構(gòu)件焊接、安裝質(zhì)量。在過去構(gòu)件進(jìn)場前都是根據(jù)圖紙進(jìn)行測量，非常簡單，但都是一些簡易型構(gòu)件。而本工程由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要使用大量的異形構(gòu)件，并且要多角度轉(zhuǎn)換，所以在二維圖紙上難以輔助構(gòu)件質(zhì)量檢查4.3完善組織架構(gòu)對于超高建筑施工來說，必須要有良好的工程管理組織架構(gòu)作為支撐，從而滿足BIM工作展開，進(jìn)一步發(fā)揮BIM技術(shù)效用。結(jié)合本工程的施工標(biāo)準(zhǔn)和要求制定組織架構(gòu)，如圖5所示，該架構(gòu)十分緊密，明確了每個(gè)項(xiàng)目的崗位全責(zé)，降低了工程建設(shè)成本、縮短了建設(shè)周期。整體上可分為深化設(shè)計(jì)、模型調(diào)整、進(jìn)度與節(jié)點(diǎn)管理、信息維護(hù)四個(gè)方面，專派一人作為項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人，總負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)對項(xiàng)目執(zhí)行進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，還需要一名協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)人，對BIM相關(guān)工作進(jìn)行協(xié)調(diào)，同時(shí)下達(dá)總負(fù)責(zé)人的任務(wù)4.3.1深化設(shè)計(jì)利用工程BIM三維模型展開可視化分析，如果發(fā)現(xiàn)模型中的問題要及時(shí)與設(shè)計(jì)單位取得聯(lián)系，對模型信息進(jìn)行修改，減少不必要的設(shè)計(jì)變更。4.3.2模型調(diào)整將已經(jīng)深化設(shè)計(jì)完成的模型與專業(yè)模型對比分析，特別是在防碰撞方面，加強(qiáng)各個(gè)專業(yè)交叉作業(yè)的協(xié)調(diào)性，減少施工現(xiàn)場的相互影響。4.3.3節(jié)點(diǎn)管理和進(jìn)度根據(jù)項(xiàng)目工程的實(shí)際狀況對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、工藝展開施工模擬，加入時(shí)間維度，提前掌握施工進(jìn)度情況，保證在實(shí)際施工建設(shè)中有條不紊地進(jìn)行。4.3.4提供更高的投資信息作為后期的管理內(nèi)容，在整個(gè)BIM模型中均可查詢相關(guān)信息，竣工完成、驗(yàn)收時(shí)作為參考依據(jù)，也可以為工程后期運(yùn)營提供信息支持，讓業(yè)主投資得到最大化的收益。5維協(xié)同模型對于工綜上所述，對于超高建筑工程建設(shè)來說，合理應(yīng)用BIM技術(shù)不僅可以提高工程架構(gòu)