設(shè)計施工階段bim技術(shù)虛擬施工應(yīng)用研究_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  設(shè)計施工階段BIM技術(shù)虛擬施工應(yīng)用研究</p><p>  【摘 要】傳統(tǒng)設(shè)計施工計劃按圖施工,按橫道圖進行計劃安排,無法預(yù)見實際施工過程中的問題,導(dǎo)致資源、資金的浪費。BIM技術(shù)在設(shè)計施工階段的應(yīng)用能大大改善了傳統(tǒng)施工技術(shù)。本文以成都JRC項目為例,介紹基于BIM技術(shù)的地下層內(nèi)支撐施工模擬,總結(jié)歸納出其優(yōu)點,并對其應(yīng)用前景進行展望。 </p><p>  【關(guān)鍵字】

2、傳統(tǒng)施工計劃;BIM;虛擬施工;設(shè)計施工階段 </p><p><b>  前言 </b></p><p>  建筑業(yè)作為第二產(chǎn)業(yè),在我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中具有重要地位。在城鎮(zhèn)化進程中,第二產(chǎn)業(yè)所占比例必然增大,而傳統(tǒng)施工是嚴格按照“照圖施工”的原則進行。通過橫道圖、直方圖進行工期的調(diào)整、資源的優(yōu)化,不能直觀清晰地表達施工進度與各目標的相關(guān)性,更不能動態(tài)地進行資源分配和施工場

3、地布置[1]。同時,在現(xiàn)階段的建筑施工中,通常在施工甚至后續(xù)階段才發(fā)現(xiàn)設(shè)計階段的錯誤,造成資源的浪費。因此,優(yōu)化施工方案和加強建筑活動各參與方的協(xié)同和交流變得至關(guān)重要。而BIM技術(shù)的出現(xiàn),能很好地解決這個問題。 </p><p>  1.BIM技術(shù)介紹 </p><p>  1.1 BIM概念 </p><p>  BIM(Building Information

4、Modeling)建筑信息模型是當前建筑業(yè)信息化過程的驅(qū)動者。其思想起源于20世紀70年代.在BIM handbook中,將其技術(shù)作為建筑領(lǐng)域最先進的技術(shù)之一[2]。BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),對建筑物理和功能特征的數(shù)字式表達,并集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型[3]。 </p><p>  圖1:BIM集成化過程 </p><p>  1.2 BIM在設(shè)計施工階段的應(yīng)用 &

5、lt;/p><p>  BIM技術(shù)在全壽命周期中,主要應(yīng)用分為四個階段:設(shè)計階段——投資/采購階段——建造階段——運營階段。根據(jù)工作流程,設(shè)計施工階段可以劃分:第一,以建筑師為主,結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通工程師與之協(xié)調(diào)配合,進行建筑的空間造型和外觀設(shè)計;第二,各專業(yè)協(xié)同合作,進行方案細化,完成明確的技術(shù)方案;第三,在第二階段的基礎(chǔ)上進行詳細設(shè)計,完善設(shè)計施工方案;第四,在前三個階段基礎(chǔ)上進行虛擬施工,進一步深入優(yōu)化施

6、工方案,并用于實際施工過程。 </p><p>  圖2 設(shè)計施工階段工作流程 </p><p>  首先,BIM技術(shù)的發(fā)展為設(shè)計工作帶來了巨大的變化:一、傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計將完全轉(zhuǎn)化成以信息為載體的三維設(shè)計平臺。在CAD等二維設(shè)計中,平、立、剖三面是需要單獨繪制,圖紙出現(xiàn)錯誤和三種圖紙對應(yīng)不上是不可避免的。在BIM軟件中繪制時,會自動生成剖面圖紙,避免了此問題;二、在BIM設(shè)計中,強調(diào)

7、協(xié)同設(shè)計,將項目全壽命周期考慮其中。傳統(tǒng)設(shè)計單一地考慮建筑的外形結(jié)構(gòu)布局,憑借著工程師的大腦空間思維進行圖紙的繪制。而BIM的出現(xiàn),使得各方建筑師協(xié)同合作。在設(shè)計階段,除了傳統(tǒng)工作,還能進行設(shè)計方案論證、設(shè)計建模、能量分析、結(jié)構(gòu)分析、設(shè)備分析、日照分析、LEED評價等。其包含的信息為工程項目后期的運營管理工作提供了基礎(chǔ),從而使信息得到順利傳遞,減少了交互過程中信息的丟失。 </p><p>  其次,BIM技術(shù)較

8、傳統(tǒng)施工在施工階段可以用于以下幾點[4],[5]: </p><p> ?。?)建筑可視化展示;設(shè)計師根據(jù)2D施工圖紙,利用BIM軟件構(gòu)建3D建筑模型,業(yè)主和施工方均可直觀地審查設(shè)計方案,檢查可操作性,發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題并及時解決。 </p><p>  (2)碰撞檢測和虛擬施工;將創(chuàng)建的BIM模型通過IFC或者.rvt文件導(dǎo)入專業(yè)的碰撞檢測虛擬施工軟件中進行分析,并對整個項目施工過程進

9、行分析模擬。4D(加上時間維度)甚至5D(時間加成本維度)的虛擬施工,能有效地協(xié)調(diào)各方工作,減少建筑安全問題,同時減少工程的返工,節(jié)約資源。 </p><p> ?。?)三維動畫展示;運用3D Max等軟件對已建好的BIM模型進行色彩渲染,可提高模型渲染的精度,給業(yè)主更為直觀的宣傳介紹。 </p><p><b>  2.案例介紹 </b></p>&l

10、t;p><b>  2.1 項目背景 </b></p><p>  JRC項目工程位于成都市高新區(qū),由兩棟塔樓和大底盤地下室組成無裙房;總建筑面積為167895.00m2,其中地下建筑面積為26791m2 ,地上建筑面積為141104m2。本工程地下共3層,負三層層高4m,負二層層高4m,負一層層高5.5m。地下室負三層結(jié)構(gòu)底標高為-15.050m,負二層結(jié)構(gòu)底標高-11.050m,負

11、一層結(jié)構(gòu)底標高-7.050m?;又ёo采用排樁+預(yù)應(yīng)力錨索、放坡+排樁+預(yù)應(yīng)力錨索、排樁+混凝土內(nèi)支撐等支護形式。根據(jù)基坑支護設(shè)計與地下室施工圖,本工程基坑支護需拆除基坑支護結(jié)構(gòu)的第二道-9m水平支撐、第一道-4m水平支撐。 </p><p>  2.2 基坑內(nèi)支撐拆除過程模擬 </p><p>  2.2.1 內(nèi)支撐拆除模擬操作過程 </p><p>  根據(jù)業(yè)主

12、提供的圖紙,建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)人員用Revit系列軟件建立BIM三維模型,根據(jù)場地實際情況,提出了先兩邊后中間的拆除順序;同時通過軟件的模擬,確定了-9.000m和-4.000m水平支撐梁的拆除過程: </p><p>  1)-9.000m水平支撐梁拆除模擬 </p><p>  在施工模擬中,運用BIM軟件并結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況方便吊運,對于-9.000m每一根水平支撐分三段拆除。第一段拆

13、除:內(nèi)支撐下墊木板和多層麻袋→葫蘆絲吊住第二、三段梁→空壓機打鑿支撐表面混凝土→吊車吊住被拆梁段→切割鑿出的上表面主筋→進行支撐混凝土破碎→切割底皮鋼筋→第一段梁吊出基坑。第二、三段拆除:內(nèi)支撐下墊木板和多層麻袋→塔吊吊住被拆梁段→空壓機打鑿支撐表面混凝土→切割鑿出的上表面主筋→進行支撐混凝土破碎→切割底皮鋼筋→梁段吊出基坑。 </p><p>  2)-4.000m水平支撐梁拆除模擬 </p>&

14、lt;p>  由于負一層底標高-7.050m第一道水平支撐頂標高-4.000m,存在2.2m左右的架空層。故架空層需采用搭設(shè)腳手架操作平臺的方式拆除內(nèi)支撐。 </p><p>  搭設(shè)腳手架平臺:在準備鑿除的支撐下采用φ48×3.5鋼管搭設(shè)操作平臺,搭設(shè)高度根據(jù)架空層的實際高度(底板到支撐混凝土梁底)。鋼管腳手架立桿縱、橫間距0.9m在離地200mm設(shè)置一道掃地桿,水平桿步距不大于1100mm,上

15、排水平管設(shè)置鋼管擱柵,擱柵間距300mm且上鋪設(shè)舊木板和麻袋,支撐梁底加臨時頂撐,頂撐鋼管應(yīng)頂住混凝土支撐梁底。 </p><p>  拆除順序:搭設(shè)支撐拆除操作平臺→空壓機打鑿支撐表面混凝土→吊車吊住被拆梁段→切割鑿出的上表面主筋→進行支撐混凝土破碎→切割底皮鋼筋→梁段吊出基坑。 </p><p>  2.2.2 -9.000m支撐拆除模擬展示圖 </p><p>

16、;  根據(jù)上文的拆除順序,又由于第一段內(nèi)支撐的影響,第二段內(nèi)支撐必須要分段吊出,-9.000m拆除模擬過程如圖3所示。 </p><p>  圖3:內(nèi)支撐拆除模擬過程 </p><p><b>  3.結(jié)論 </b></p><p>  本文例舉了BIM技術(shù)在JRC項目基坑內(nèi)支撐拆除的應(yīng)用,驗證了虛擬施工能為工程縮短工期、節(jié)省資源、優(yōu)化資源配置

17、、合理利用場地等,能為業(yè)主和施工方帶來經(jīng)濟效益。從本工程中,運用BIM軟件模擬施工,還解決了以下問題:前后工作的搭接問題;部分梁拆除后梁的自重對腰梁和鋼立柱產(chǎn)生的彎矩影響;現(xiàn)場汽車吊、廢混凝土臨時堆放場地等流線安排問題等。 </p><p>  目前BIM技術(shù)在設(shè)計施工領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛,但仍然不夠成熟,多局限于管線檢測和虛擬施工領(lǐng)域。因此,BIM技術(shù)的不斷發(fā)展,需要建筑業(yè)各方積極的努力和支持。需要不斷完善BIM規(guī)

18、范標準和法律制度,使BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的全方位過程管理。 </p><p><b>  參考文獻: </b></p><p>  [1]張建平.基于BIM和4D技術(shù)的建筑施工優(yōu)化及動態(tài)管理[J].中國建筑信息.2010. 01:18-23 </p><p>  [2]Chuck Eastman. BIM Handbook.2007 &

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