馬洪娟 姚守儼 戈祥林 林忠和

(中國(guó)建筑第八工程局有限公司，上海 200120)

1 引言

南寧規(guī)劃展示館是一個(gè)集展覽、會(huì)議、辦公功能為一體的中型展覽館項(xiàng)目，總建筑面積3萬(wàn)多m2。其造型非常巧妙，依山而建，整個(gè)展示館仿佛是南寧青秀山山脈的延伸，屋頂采用綠色種植屋面，如圖1為該項(xiàng)目整體效果圖;展示館外部展廳采用大跨度預(yù)應(yīng)力梁板結(jié)構(gòu)，其主要支撐構(gòu)件是8個(gè)集裝飾和實(shí)用功能為一體的不規(guī)則喇叭狀雙筒筒體柱，筒體下部為混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼結(jié)構(gòu)支撐，如圖2所示的該項(xiàng)目正面效果圖，可以看到支撐筒體。

該項(xiàng)目雖然體量不大，但現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員在對(duì)8個(gè)混凝土筒體柱施工時(shí)，遇到了較大的困難。我們借助Autodesk的Revit軟件，通過(guò)建立BIM模型，較好地協(xié)助施工技術(shù)人員解決了難題，并加深了對(duì)項(xiàng)目的理解，順利完成了施工。下面就項(xiàng)目土建施工方遇到的主要問(wèn)題、如何應(yīng)用BIM模型解決以及BIM技術(shù)應(yīng)用體會(huì)做一下簡(jiǎn)單總結(jié)。

2 施工難題

南寧規(guī)劃展示館項(xiàng)目8個(gè)不規(guī)則喇叭狀混凝土外筒，內(nèi)部有不規(guī)則的內(nèi)筒，部分筒體內(nèi)筒中有螺旋樓梯。下面就以T4筒體為例，介紹一下土建施工中主要遇到的問(wèn)題:

(1)不規(guī)則內(nèi)、外混凝土筒體的模板設(shè)計(jì)、支護(hù)難題

如圖3、圖4所示，為T(mén)4內(nèi)、外筒不同標(biāo)高截面圖，從圖中可以看出內(nèi)筒、外筒均不規(guī)則，沒(méi)有規(guī)律可循，看起來(lái)有點(diǎn)像獼猴桃的橫截面，內(nèi)、外筒之間存在空隙。二維圖紙中只給出10個(gè)標(biāo)高的截面圖，沒(méi)有任意標(biāo)高的尺寸信息;且外筒外壁要求達(dá)到清水混凝土裝飾效果，面對(duì)如此不規(guī)則的曲線(xiàn)造型，如何準(zhǔn)確的定位筒體曲面、標(biāo)高，從而進(jìn)行合理的模板設(shè)計(jì)、加工，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，確定最優(yōu)的筒體施工方案，對(duì)施工方來(lái)說(shuō)是一大難題。

(2)不規(guī)則混凝土筒體內(nèi)部螺旋樓梯的支撐疑惑

T4筒體內(nèi)筒有螺旋樓梯，而內(nèi)筒中的梯梁在理論上，無(wú)法承受懸挑樓梯的重量，那螺旋樓梯與砼外筒是什么關(guān)系?二維圖紙表達(dá)不明確。

如圖5所示，為T(mén)4筒體內(nèi)2．368標(biāo)高樓梯LT4平面圖。從圖中可以看出，在此標(biāo)高，螺旋樓梯段與內(nèi)筒存在間距，不附著在內(nèi)筒筒壁上，形成空腔。如果是空腔，樓梯無(wú)法懸挑，是否有梯柱?如有梯柱，梯柱的位置在哪里?

現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)二維平面圖紙識(shí)圖困難，對(duì)不規(guī)則內(nèi)、外筒體的形狀、空間關(guān)系沒(méi)有清晰輪廓概念，無(wú)法得到準(zhǔn)確的任意截面信息，以幫助進(jìn)行模板設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)院又遠(yuǎn)在異地，沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)代表，對(duì)施工方困惑答疑不便;工程施工工期非常緊張，只有短短3個(gè)月。這些問(wèn)題，使現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)如何組織不規(guī)則混凝土筒體柱的施工，陷入了一籌莫展的窘境。

圖5 LT4樓梯2．368標(biāo)高平面圖

3 BIM三維模型作用

采用Revit的Architecture軟件，通過(guò)對(duì)不規(guī)則內(nèi)、外筒形狀，使用概念體量來(lái)進(jìn)行建模，借助形成的BIM三維模型，主要解決了以下問(wèn)題:

(1)從模型提取任意標(biāo)高數(shù)據(jù)，支持施工生產(chǎn)

如圖6所示為T(mén)4筒體內(nèi)、外筒BIM三維模型。借助該模型，可以直觀(guān)理解不規(guī)則內(nèi)、外筒的形狀和空間關(guān)系，可以隨意剖切出任意標(biāo)高的截面尺寸，從而對(duì)筒體外形通過(guò)建模細(xì)分切面來(lái)實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡，給模板的設(shè)計(jì)、支模提供了可靠的數(shù)據(jù)，并且提取的數(shù)據(jù)得到了設(shè)計(jì)院的認(rèn)可，有力支持了施工生產(chǎn)。

(2)解答內(nèi)部螺旋樓梯的支撐困惑

圖7為T(mén)4筒體內(nèi)筒中螺旋樓梯和結(jié)構(gòu)柱的BIM模型，通過(guò)建模我們發(fā)現(xiàn)，所有的螺旋樓梯段實(shí)際上均附著在內(nèi)筒筒壁上，出現(xiàn)如圖5所示的困惑，只是因?yàn)閮?nèi)筒不規(guī)則，截取一定標(biāo)高平面時(shí)，出現(xiàn)的一種二維平面視覺(jué)錯(cuò)誤，此標(biāo)高看到的螺旋樓梯均為2．368m以下部分，都附著在底部相應(yīng)標(biāo)高的內(nèi)筒筒壁上。筒體內(nèi)螺旋樓梯與砼外筒為鋼筋砼連接板，連接板是隨著樓梯逐步向上的斜板形式。BIM模型搭建后，使施工方清楚了解了螺旋樓梯的支撐問(wèn)題，確定了相應(yīng)的施工方案。

(3)校驗(yàn)二維設(shè)計(jì)圖紙的錯(cuò)、漏、碰、缺

搭建模型過(guò)程中，我們還發(fā)現(xiàn)了部分設(shè)計(jì)階段的問(wèn)題:

a．部分二維圖紙數(shù)據(jù)有誤

T4筒體0標(biāo)高外壁二維圖紙數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，如圖8所示，藍(lán)色線(xiàn)(中環(huán)一圈)標(biāo)注為錯(cuò)誤的位置，黃色線(xiàn)(外環(huán)一圈)為正確的位置，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工中錯(cuò)誤的定位，影響T4筒體的整個(gè)建造過(guò)程。這可能是人為復(fù)制數(shù)據(jù)的疏忽造成的，為此，我們核查了其他筒體的數(shù)據(jù)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他問(wèn)題。

b．部分圖紙缺失

T4筒體外筒的內(nèi)壁在10m和12．5m標(biāo)高處發(fā)生了變截面，如圖9所示，結(jié)構(gòu)圖紙應(yīng)提供相應(yīng)標(biāo)高的墻定位圖，但設(shè)計(jì)院所給圖紙中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)方應(yīng)補(bǔ)充該部分圖紙。

c．構(gòu)造柱分段問(wèn)題

T4 筒體的 0m，9．10m，9．14m 標(biāo)高對(duì)應(yīng)的構(gòu)造柱的落點(diǎn)，如圖10所示，常規(guī)理解構(gòu)造柱上下是同一發(fā)散方向的，但從二維圖紙看應(yīng)分段在不同的位置，這需要施工方和設(shè)計(jì)方溝通加以確認(rèn)，以便正確進(jìn)行施工建造。

d．通過(guò)建模，還發(fā)現(xiàn)一處明顯的碰撞部分

如圖11所示，T4模型中二層門(mén)和外筒工字鋼柱碰撞，反推二維圖紙確實(shí)存在這個(gè)問(wèn)題。

4 應(yīng)用體會(huì)

通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目BIM建模及其應(yīng)用，我們有如下體會(huì):

(1)實(shí)際需要是BIM應(yīng)用的突破口

目前建筑業(yè)BIM應(yīng)用非?；馃?，但由此也帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，有相當(dāng)一部分人，不了解BIM只是一個(gè)概念，代表了一種解決問(wèn)題的方式方法，而是把BIM神化，認(rèn)為只要與BIM沾邊，就是必須應(yīng)用某一個(gè)或者幾個(gè)軟件，并且能解決所有的問(wèn)題，片面追求花費(fèi)大量人力、財(cái)力搭建完整BIM模型。從這個(gè)應(yīng)用例子，我們體會(huì)，實(shí)際應(yīng)用中，BIM模型的建立，一定要以解決實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，要體現(xiàn)“應(yīng)用為王”的理念。需要根據(jù)實(shí)際施工需要，有針對(duì)性地對(duì)疑惑部分進(jìn)行建模，畢竟建模的時(shí)間、人力成本都較大，我們這個(gè)模型只花費(fèi)3天時(shí)間，進(jìn)行了局部建模，有針對(duì)性地解決了問(wèn)題。而且BIM模型作為一種技術(shù)手段，提取的數(shù)據(jù)必須為專(zhuān)業(yè)人員依據(jù)需求利用，才有建模的價(jià)值。

(2)三維可視化、數(shù)據(jù)提取是應(yīng)用重點(diǎn)

隨著各地工程項(xiàng)目在造型方面，越來(lái)越追求新、奇、特、異，BIM模型所能提供的三維可視化特性，意義顯得越來(lái)越重大。三維可視化作為工程溝通的有效媒介，可使業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等各參與方，都能在同一模型環(huán)境下，進(jìn)行正確地理解、溝通、協(xié)調(diào)，可有效提高工作效率，避免不必要的返工與浪費(fèi)。施工方通過(guò)建立BIM模型，可使現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員全面熟悉圖紙，提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的施工問(wèn)題，有針對(duì)性選擇和優(yōu)化施工方案，并且準(zhǔn)確可靠的BIM模型數(shù)據(jù)，可為施工生產(chǎn)提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

(3)BIM技術(shù)應(yīng)用將使工程建設(shè)項(xiàng)目各參與方的協(xié)作方式發(fā)生變化

這個(gè)項(xiàng)目建模所發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)、漏、碰、缺，部分可能是因?yàn)樵O(shè)計(jì)院對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行變更遺漏的問(wèn)題，部分可能是人為錯(cuò)誤造成的。如果設(shè)計(jì)院能使用BIM模型來(lái)進(jìn)行建模，或者施工方提前介入施工圖深化設(shè)計(jì)，許多問(wèn)題將很容易被提早發(fā)現(xiàn)，不會(huì)對(duì)項(xiàng)目建造造成影響。也就是說(shuō)，長(zhǎng)遠(yuǎn)看，BIM技術(shù)應(yīng)用，必將引起工程建設(shè)項(xiàng)目的業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等各相關(guān)方的協(xié)作方式發(fā)生改變，將改變傳統(tǒng)的建立在簡(jiǎn)單分工與合作基礎(chǔ)上的建設(shè)生產(chǎn)模式:業(yè)主委托設(shè)計(jì)→設(shè)計(jì)完成施工→施工遇到問(wèn)題變更，應(yīng)該向基于BIM模型的，各方共同參與的，有利于進(jìn)行有效協(xié)同管理的方向轉(zhuǎn)變。因?yàn)楦黜?xiàng)目參與方的共同目標(biāo)是為社會(huì)高效率建造一個(gè)避免材料浪費(fèi)、避免重復(fù)勞動(dòng)，高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)工程，而不是片面追求各項(xiàng)目參與方自身利益的最大化，卻導(dǎo)致社會(huì)資源的浪費(fèi)。

總之，BIM應(yīng)用目前已引起各界的共同關(guān)注。我們作為建筑施工企業(yè)，將積極參與到BIM的應(yīng)用實(shí)踐中，不斷探索更廣、更深的應(yīng)用方向，積極應(yīng)對(duì)BIM可能帶來(lái)的變革。

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