基于bim的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

深化設(shè)計(jì)是指在施工部門提供的圖紙和合同文件的基礎(chǔ)上，根據(jù)承包商提供的圖紙和合同文件進(jìn)行細(xì)化、優(yōu)化和改進(jìn)，形成專業(yè)的詳細(xì)施工圖紙。同時(shí)，各專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了整合、協(xié)調(diào)、修訂和審查，以滿足現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)和管理的需要。深化設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)的重要分支,補(bǔ)充和完善了方案設(shè)計(jì)的不足,有力地解決了方案設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工的諸多沖突,充分保障了方案設(shè)計(jì)的效果還原。隨著工程技術(shù)的飛速發(fā)展,項(xiàng)目所包含的信息量愈來愈多,僅一個(gè)單體的信息量就達(dá)到了104數(shù)量級(jí),與之相對(duì)應(yīng)的是深化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)量也大幅度增加,涉及的專業(yè)和圖紙量也大幅度增加。例如,北京LG大廈深化設(shè)計(jì)的范圍涵蓋了鋼結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻、機(jī)電、精裝修等專業(yè),上海環(huán)球金融中心經(jīng)過深化設(shè)計(jì)的圖紙數(shù)量達(dá)70548張。BIM(BuildingInformationModeling)作為共享的信息資源,可以支持項(xiàng)目的不同參與方通過在BIM中插入、提取、更新和修改各種信息,以達(dá)到支持和反映各自職責(zé)的協(xié)同工作。BIM具有的這種集成和全壽命周期的管理優(yōu)勢(shì)對(duì)于深化設(shè)計(jì)具有重要的意義,利用BIM可以很好地解決深化設(shè)計(jì)過程中的信息沖突問題,保證深化設(shè)計(jì)能夠準(zhǔn)確地體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖并進(jìn)行效果還原。隨著BIM在設(shè)計(jì)階段的日益廣泛應(yīng)用,在設(shè)計(jì)階段成果輸出的基礎(chǔ)上如何進(jìn)行深化設(shè)計(jì)則是當(dāng)下需要解決的問題。近年來BIM逐步開始在深化設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。上海世博會(huì)德國國家館、蘇州星海生活廣場(chǎng)、合肥新橋機(jī)場(chǎng)、上海中心大廈等工程均采用了BIM進(jìn)行深化設(shè)計(jì),并且取得了良好的效果。但是從整體上來看,BIM在深化設(shè)計(jì)中應(yīng)用的并不廣泛。有關(guān)研究表明,目前基于BIM的工作流程缺失是影響中國建筑業(yè)BIM取得廣泛應(yīng)用的主要因素之一。同樣,在BIM基礎(chǔ)上對(duì)深化設(shè)計(jì)進(jìn)行管理,也需要一整套的管理制度和流程來規(guī)范,以保證質(zhì)量。1設(shè)計(jì)階段與施工階段的關(guān)系深化設(shè)計(jì)是基于對(duì)施工圖和施工現(xiàn)場(chǎng)狀況的綜合分析而進(jìn)行的,從信息來源上看要求深化設(shè)計(jì)必須在施工圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行,這就涉及到設(shè)計(jì)階段和施工階段信息資源的一致性和協(xié)調(diào)問題。BIM技術(shù)由于其信息集成性,能很好地解決信息一致和協(xié)調(diào)問題,但是由于深化設(shè)計(jì)是由承包商組織實(shí)施的,BIM的應(yīng)用受到深化設(shè)計(jì)類型的影響,其側(cè)重點(diǎn)有所不同。1.1各專業(yè)深化設(shè)計(jì)類型(1)專業(yè)性深化設(shè)計(jì)。專業(yè)深化設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般包括:土建結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)、幕墻深化設(shè)計(jì)、電梯深化設(shè)計(jì)、機(jī)電各專業(yè)深化設(shè)計(jì)(暖通空調(diào)、給排水、消防、強(qiáng)電、弱電等)、冰蓄冷系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)、機(jī)械停車庫深化設(shè)計(jì)、精裝修深化設(shè)計(jì)、景觀綠化深化設(shè)計(jì)等。這種類型的深化設(shè)計(jì)應(yīng)該在建設(shè)單位提供的專業(yè)BIM模型上進(jìn)行。(2)綜合性深化設(shè)計(jì)。對(duì)各專業(yè)深化設(shè)計(jì)初步成果進(jìn)行集成、協(xié)調(diào)、修訂與校核,并形成綜合平面圖、綜合管線圖。這種類型的深化設(shè)計(jì)著重與各專業(yè)圖紙的協(xié)調(diào)一致,應(yīng)該在建設(shè)單位提供的總體BIM模型上進(jìn)行。1.2設(shè)計(jì)基本功能盡管不同類型的深化設(shè)計(jì)所需的BIM模型有所不同,但是從實(shí)際應(yīng)用來講,建設(shè)單位結(jié)合深化設(shè)計(jì)的類型,采用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下基本功能:(1)能夠反映深化設(shè)計(jì)特殊需求,包括進(jìn)行深化設(shè)計(jì)復(fù)核、末端定位與預(yù)留,加強(qiáng)設(shè)計(jì)對(duì)施工的控制和指導(dǎo)。(2)能夠?qū)κ┕すに?、進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)、施工重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行模擬。(3)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工過程的控制。(4)能夠由BIM模型自動(dòng)計(jì)算工程量。(5)實(shí)現(xiàn)深化設(shè)計(jì)各個(gè)層次的全程可視化交流。(6)形成竣工模型,集成建筑設(shè)施、設(shè)備信息,為后期運(yùn)營提供服務(wù)。1.3bim實(shí)施對(duì)象的確定(1)建設(shè)單位應(yīng)將BIM各階段輸出的模型、動(dòng)畫和信息等成果提供給承包單位,作為承包單位進(jìn)行工程深化設(shè)計(jì)、施工模擬、方案優(yōu)化、工程進(jìn)度以及場(chǎng)地管理的參考。(2)總承包單位、機(jī)電主承包單位及各分包單位應(yīng)在BIM基礎(chǔ)上密切配合,完成和實(shí)現(xiàn)BIM模型的各項(xiàng)功能,確保深化設(shè)計(jì)內(nèi)容真實(shí)反映到BIM模型內(nèi),并積極利用BIM技術(shù)手段指導(dǎo)施工管理。(3)總承包單位應(yīng)統(tǒng)籌全專業(yè)包括建筑結(jié)構(gòu)機(jī)電綜合圖紙,并按要求提供BIM所需的各類信息和原始數(shù)據(jù),建立本工程所有專業(yè)的BIM模型。(4)總承包單位需指定一名專職BIM負(fù)責(zé)人、相關(guān)專業(yè)(建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電、預(yù)算、進(jìn)度計(jì)劃、現(xiàn)場(chǎng)施工等)工程師組成BIM聯(lián)絡(luò)小組,作為BIM服務(wù)過程中的具體執(zhí)行者,負(fù)責(zé)將BIM成果應(yīng)用到具體的施工工作中。在采用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重指出,BIM的使用不能免除總承包單位及其他承包單位的管理和技術(shù)協(xié)調(diào)責(zé)任。2基于bi的深入設(shè)計(jì)的組織合作深化設(shè)計(jì)涉及到建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、顧問單位及承包單位等諸多項(xiàng)目參與方,應(yīng)結(jié)合BIM技術(shù)對(duì)深化設(shè)計(jì)的組織與協(xié)調(diào)進(jìn)行研究。2.1各責(zé)任承擔(dān)的主體深化設(shè)計(jì)的分工按“誰施工、誰深化”原則進(jìn)行?？偝邪鼏挝痪捅卷?xiàng)目全部深化設(shè)計(jì)工作對(duì)建設(shè)單位負(fù)責(zé);總承包單位、機(jī)電主承包單位和各分包單位各自負(fù)責(zé)其所承包(直營施工)范圍內(nèi)的所有專業(yè)深化設(shè)計(jì)工作,并承擔(dān)其全部技術(shù)責(zé)任,其專業(yè)技術(shù)責(zé)任不因?qū)徟c否而免除;總承包單位負(fù)責(zé)根據(jù)建筑、結(jié)構(gòu)、裝修等專業(yè)深化設(shè)計(jì)編制建筑綜合平面圖、模板圖等綜合性圖紙;機(jī)電主承包單位根據(jù)機(jī)電類專業(yè)深化設(shè)計(jì)編制綜合管線圖和綜合預(yù)留預(yù)埋圖等機(jī)電類綜合性圖紙;合同有特殊約定的,按合同執(zhí)行。2.2各專業(yè)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一(1)總承包單位負(fù)責(zé)對(duì)深化設(shè)計(jì)的組織、計(jì)劃、技術(shù)、組織界面等方面進(jìn)行總體管理和統(tǒng)籌協(xié)調(diào),其中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)分包單位BIM訪問權(quán)限的控制與管理,對(duì)下屬施工單位和分包商的項(xiàng)目實(shí)行集中管理,確保深化設(shè)計(jì)在整個(gè)項(xiàng)目層次上的協(xié)調(diào)與一致。各專業(yè)承包單位均有義務(wù)無償為其他相關(guān)單位提交最新版的BIM模型,特別是涉及到不同專業(yè)的連接界面的深化設(shè)計(jì)時(shí),其公共或交叉重疊部分的深化設(shè)計(jì)分工應(yīng)服從總承包單位的協(xié)調(diào)安排,并且以總承包單位提供的BIM模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。(2)機(jī)電主承包單位負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)電類專業(yè)的深化設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)統(tǒng)籌,應(yīng)當(dāng)注重采用BIM技術(shù)分析機(jī)電工程與其他專業(yè)工程是否存在碰撞和沖突。各機(jī)電專業(yè)分包單位應(yīng)服從機(jī)電主承包單位的技術(shù)統(tǒng)籌管理。3要對(duì)編制bim模型的過程進(jìn)行深化設(shè)計(jì)深化設(shè)計(jì)的最終成果是經(jīng)過設(shè)計(jì)、施工與制作加工三者充分協(xié)調(diào)后形成的,需要得到建設(shè)方、原設(shè)計(jì)方和總承包方的共同認(rèn)可。因此,對(duì)深化設(shè)計(jì)的管理要根據(jù)我國建設(shè)項(xiàng)目管理體系的設(shè)置,具體界定建設(shè)單位、總承包單位、分包單位、設(shè)計(jì)單位等參與主體的責(zé)任,使深化設(shè)計(jì)的管理有序進(jìn)行。(1)建設(shè)單位。負(fù)責(zé)BIM模型版本的管理與控制;督促總承包單位認(rèn)真履行深化設(shè)計(jì)組織與管理職責(zé);督促各深化設(shè)計(jì)單位如期保質(zhì)的完成深化設(shè)計(jì);組織并督促設(shè)計(jì)單位及工程顧問單位認(rèn)真履行深化設(shè)計(jì)成果審核與確認(rèn)職責(zé);匯總設(shè)計(jì)單位及BIM顧問單位的審核意見,組織設(shè)計(jì)單位、BIM顧問單位與總承包單位溝通,協(xié)調(diào)解決相關(guān)問題;負(fù)責(zé)深化設(shè)計(jì)的審批與確認(rèn)。(2)設(shè)計(jì)單位。負(fù)責(zé)提供項(xiàng)目BIM模型;配合BIM顧問單位對(duì)BIM模型進(jìn)行細(xì)化;負(fù)責(zé)向深化設(shè)計(jì)單位和人員設(shè)計(jì)交底;配合深化設(shè)計(jì)單位完成深化設(shè)計(jì)工作;負(fù)責(zé)深化設(shè)計(jì)成果的確認(rèn)或?qū)徍恕?3)BIM顧問單位。在基礎(chǔ)模型中建立精裝、幕墻、鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)BIM模型,以及重點(diǎn)設(shè)備機(jī)房和關(guān)鍵區(qū)域機(jī)電專業(yè)深化設(shè)計(jì)模型,對(duì)這些設(shè)計(jì)內(nèi)容在BIM中并進(jìn)行復(fù)核,并向建設(shè)單位提交相應(yīng)的碰撞檢查報(bào)告和優(yōu)化建議報(bào)告;BIM顧問單位根據(jù)業(yè)主確認(rèn)的深化設(shè)計(jì)成果,及時(shí)在BIM模型中做同步更新,以保證BIM模型正式反應(yīng)深化設(shè)計(jì)方案調(diào)整的結(jié)果,并向建設(shè)單位報(bào)告咨詢意見。(4)總承包單位。總承包單位應(yīng)設(shè)置專職深化設(shè)計(jì)管理團(tuán)隊(duì),負(fù)責(zé)全部深化設(shè)計(jì)的整體管理和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。負(fù)責(zé)制定深化設(shè)計(jì)實(shí)施方案,報(bào)建設(shè)單位審批后執(zhí)行。根據(jù)深化設(shè)計(jì)實(shí)施方案的要求,在BIM模型中統(tǒng)一發(fā)布條件圖;經(jīng)建設(shè)單位簽批的圖紙,由總承包單位在BIM模型中進(jìn)行統(tǒng)一發(fā)布。監(jiān)督各深化設(shè)計(jì)單位如期保質(zhì)的完成深化設(shè)計(jì);在BIM模型的基礎(chǔ)上負(fù)責(zé)項(xiàng)目綜合性圖紙(建筑綜合平面圖/模板圖)的深化設(shè)計(jì);負(fù)責(zé)本單位直營范圍內(nèi)的專業(yè)深化設(shè)計(jì);在BIM模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)責(zé)總承包單位管理范圍內(nèi)各專業(yè)深化設(shè)計(jì)成果的集成與審核;負(fù)責(zé)定期組織召開深化設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì),協(xié)調(diào)解決深化設(shè)計(jì)過程存在的問題。(5)機(jī)電主承包單位。負(fù)責(zé)機(jī)電主承包范圍內(nèi)各專業(yè)深化設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)管理;在BIM模型基礎(chǔ)上進(jìn)行機(jī)電綜合性圖紙(綜合管線圖和綜合預(yù)留預(yù)埋圖)的深化設(shè)計(jì);負(fù)責(zé)本單位直營范圍內(nèi)的專業(yè)深化設(shè)計(jì);負(fù)責(zé)機(jī)電主承包范圍內(nèi)各專業(yè)深化設(shè)計(jì)成果的審核與集成;配合與本專業(yè)相關(guān)的其他單位完成深化設(shè)計(jì)。(6)分包單位。負(fù)責(zé)本單位承包范圍內(nèi)的深化設(shè)計(jì);服從總承包單位或機(jī)電主承包單位的管理;配合與本專業(yè)相關(guān)的其他單位完成深化設(shè)計(jì)。4bim管理流程基于BIM的深化設(shè)計(jì)流程不能夠完全脫離現(xiàn)有的管理流程,但是必須符合BIM技術(shù)的特征,特別是對(duì)于流程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)涉及BIM的數(shù)據(jù)都要盡可能地詳盡規(guī)定。其深化設(shè)計(jì)管理流程如圖1所示。4.1a執(zhí)行深化設(shè)計(jì)(1)總承包單位應(yīng)組織所有相關(guān)的參與單位共同編制深化設(shè)計(jì)實(shí)施方案/細(xì)則,并會(huì)簽上報(bào),經(jīng)BIM顧問單位、設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位批準(zhǔn)后執(zhí)行,用于指導(dǎo)和規(guī)范深化設(shè)計(jì)管理工作。(2)深化設(shè)計(jì)實(shí)施方案/細(xì)則的內(nèi)容包括:(1)深化設(shè)計(jì)的組織機(jī)構(gòu)、管理職責(zé)及管理流程;(2)深化設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃;(3)深化設(shè)計(jì)質(zhì)量保證文件,BIM表達(dá)形式和比例、送審BIM模型說明及清單、BIM模型版本及必要的標(biāo)識(shí),以及深化設(shè)計(jì)成果的內(nèi)容、格式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等的統(tǒng)一規(guī)定;(4)協(xié)調(diào)、會(huì)簽、審批的程序和制度等。4.2原施工圖/合同圖(1)深化設(shè)計(jì)開始前,由建設(shè)單位、監(jiān)理單位組織原設(shè)計(jì)單位對(duì)施工圖/合同圖進(jìn)行交底,明確設(shè)計(jì)意圖和關(guān)鍵事項(xiàng),并回答總承包單位和分包單位就原施工圖/合同圖提出的問題。(2)深化設(shè)計(jì)開始前,總承包單位應(yīng)就“深化設(shè)計(jì)實(shí)施方案/細(xì)則”的有關(guān)事項(xiàng)向分包單位進(jìn)行交底。(3)BIM顧問單位提供支持BIM建模、校驗(yàn)與復(fù)核,同時(shí)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位參與溝通并提供支持。(4)各專業(yè)深化設(shè)計(jì)完成并經(jīng)審批同意、發(fā)布后,總承包單位負(fù)責(zé)組織分包單位召開深化設(shè)計(jì)交底會(huì),進(jìn)行深化設(shè)計(jì)交底,并作好交底記錄;各深化設(shè)計(jì)單位根據(jù)各自負(fù)責(zé)的內(nèi)容分別向相關(guān)單位和人員交底。4.3深化設(shè)計(jì)與樣品/樣品的施工和送審深化設(shè)計(jì)過程應(yīng)與樣板/樣品批準(zhǔn)協(xié)同進(jìn)行,各深化設(shè)計(jì)單位應(yīng)計(jì)劃好深化設(shè)計(jì)與樣板/樣品的施工和送審時(shí)間,不得因樣板/樣品的修改,延誤深化設(shè)計(jì)進(jìn)度,在進(jìn)行施工之前,深化設(shè)計(jì)單位應(yīng)提供相應(yīng)的BIM模型一同進(jìn)行送審。4.4機(jī)電主承包單位應(yīng)按照以下條件(1)總承包單位負(fù)責(zé)對(duì)深化設(shè)計(jì)會(huì)簽進(jìn)行統(tǒng)一管理,明確會(huì)簽期限、會(huì)簽傳遞程序。各分包單位應(yīng)服從總承包單位的深化設(shè)計(jì)會(huì)簽規(guī)定。(2)深化設(shè)計(jì)圖紙完成后,應(yīng)在深化設(shè)計(jì)單位內(nèi)部組織會(huì)簽。(3)機(jī)電深化設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谔峤豢偝邪鼏挝粚徍饲?應(yīng)由機(jī)電主承包單位組織相關(guān)專業(yè)單位進(jìn)行會(huì)簽。(4)深化設(shè)計(jì)圖在提交建設(shè)單位審核前,應(yīng)由總承包單位組織相關(guān)單位進(jìn)行會(huì)簽。(5)深化設(shè)計(jì)會(huì)簽時(shí)應(yīng)確認(rèn)相應(yīng)BIM模型的版本號(hào)是否一致。4.5深化設(shè)計(jì)程序(1)各主要專業(yè)深化設(shè)計(jì)成果應(yīng)在BIM模型基礎(chǔ)上生成,包括:(1)機(jī)電各專業(yè):系統(tǒng)圖、平面圖、剖面圖、綜合布置圖、詳圖、預(yù)留預(yù)埋圖;(2)土建結(jié)構(gòu):構(gòu)造圖、平面圖、立面圖、剖面圖、加工詳圖等;(3)幕墻:平面圖、立面圖、節(jié)點(diǎn)大樣圖、加工詳圖等;(4)鋼結(jié)構(gòu):平面圖、立面圖、剖面圖、結(jié)構(gòu)布置圖、節(jié)點(diǎn)詳圖、構(gòu)件圖等;(5)精裝修專業(yè):六面體圖、大樣圖、構(gòu)造圖。(2)深化設(shè)計(jì)審批圖應(yīng)提交電子版光盤(內(nèi)含BIM模型、PDF、CAD格式文件各一套)和滿足施工要求的藍(lán)圖。(3)深化設(shè)計(jì)竣工圖應(yīng)提交電子版光盤和滿足施工要求的藍(lán)圖。4.6項(xiàng)目審核的準(zhǔn)備(1)各分包單位深化設(shè)計(jì)成果由總承包單位或機(jī)電主承包單位審核并提出審核意見,各分包單位根據(jù)審核意見進(jìn)行修改。(2)機(jī)電類深化設(shè)計(jì)成果經(jīng)機(jī)電主承包單位審核通過,由機(jī)電主承包單位匯總、組織各相關(guān)專業(yè)會(huì)簽后,提交總承包單位審核。(3)各類深化設(shè)計(jì)成果經(jīng)總承包單位審核通過,由總承包單位匯總、組織各相關(guān)專業(yè)會(huì)簽后,提交建設(shè)單位、BIM顧問單位、設(shè)計(jì)單位、工程咨詢單位審核。(4)對(duì)于根據(jù)BIM服務(wù)合同約定需要利用BIM進(jìn)行校驗(yàn)或復(fù)核的專業(yè)和部位,承包單位應(yīng)將有關(guān)深化設(shè)計(jì)文件提交BIM顧問單位,以及時(shí)完成深化設(shè)計(jì)的建模工作,并進(jìn)行相關(guān)的校驗(yàn)和復(fù)核。(5)深化設(shè)計(jì)成果應(yīng)分階段報(bào)批,審核單位應(yīng)根據(jù)分階段報(bào)批計(jì)劃審查承包單位提交的深化設(shè)計(jì)成果,并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)給予審核意見;承包單位應(yīng)認(rèn)真對(duì)待審核單位的審查意見,及時(shí)修訂重報(bào)。(6)各審核單位的意見由建設(shè)單位負(fù)責(zé)匯總后反饋給總承包單位,總承包單位根據(jù)審核意見進(jìn)行修改或退回各分包單位進(jìn)行修改,修改后的圖紙、文件應(yīng)在修改處予以標(biāo)識(shí),并且在BIM模型中進(jìn)行標(biāo)出與說明后生成新的BIM模型版本號(hào)碼。修改后的深化設(shè)計(jì)應(yīng)再次提交各審核單位審核。(7)經(jīng)各審核單位審核通過的深化設(shè)計(jì)成果,提交建設(shè)單位審批;經(jīng)建設(shè)單位審批通過的深化設(shè)計(jì)成果,由總承包單位統(tǒng)一簽發(fā),作為現(xiàn)場(chǎng)施工的依據(jù)。4.7統(tǒng)一管理的原則深化設(shè)計(jì)成果文件的發(fā)布實(shí)行“統(tǒng)一發(fā)布,統(tǒng)一管理”的原則,即深化設(shè)計(jì)成果文件經(jīng)深