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        建談施工中的BIM技術(shù)的應(yīng)用探討

        2019-06-18 08:04:49穆浪
        中國住宅設(shè)施 2019年1期
        關(guān)鍵詞:工程案例應(yīng)用優(yōu)勢BIM技術(shù)

        穆浪

        摘要:BIM是以建筑工程各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建建筑模型,是一種用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法,是建筑信息化發(fā)展的重要產(chǎn)物。本文首先分析了BIM技術(shù)的產(chǎn)生背景,其后圍繞某建筑施工管理中的應(yīng)用案例展開分析論述,最后探討了建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢與目前尚存在的問題,以供參考。

        關(guān)鍵詞:建筑工程;BIM技術(shù);產(chǎn)生背景;應(yīng)用優(yōu)勢;工程案例

        引言

        自BIM概念提出以來,在我國發(fā)展迅速,越來越引起建筑業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注?;贐IM技術(shù)開展建筑施工模式創(chuàng)新,可以創(chuàng)建精確的三維模型,最大限度的降低施工風(fēng)險(xiǎn),保證建筑施工的順利開展,圓滿完成建造工作。BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用,將徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的工程協(xié)作方式和協(xié)同模式,進(jìn)一步加快我國建筑領(lǐng)域的發(fā)展,加強(qiáng)此方面研究探討具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        1 BIM技術(shù)的產(chǎn)生背景

        20世紀(jì)70年代,“Building Description System”這一構(gòu)想首次被提出,為后期的“Building Information Modeling”奠定了重要基礎(chǔ),2002年Autodesk公司明確提出“BIM”這一名詞,并在全世界范圍內(nèi)迅速推廣開來。

        國內(nèi)BIM技術(shù)起步相對較晚,但是發(fā)展十分迅速,目前已經(jīng)得到了國家建設(shè)部門和許多建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工單位的重視,同時(shí)根據(jù)我國現(xiàn)階段基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)形勢來看,工程數(shù)量巨大、結(jié)構(gòu)形式更加復(fù)雜,超大型工程項(xiàng)目不斷涌現(xiàn),傳統(tǒng)的施工與管理方法更加難以滿足實(shí)際工程建設(shè)需要,同時(shí)BIM的應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)越來越豐富,為BIM技術(shù)在我國建筑業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

        2 施工中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用情況

        2.1 工程概況

        本文僅以我公司在重慶的某住宅建筑為例,因總公司要求在學(xué)習(xí)日本的裝配式建筑施工及湖南遠(yuǎn)大住工和三一集團(tuán)的裝配式建筑施工管理的基礎(chǔ)上,對本項(xiàng)目的施工管理上采用BIM技術(shù),在此做一個(gè)介紹:此住宅樓總建筑面積15470.99m2,地上18層、地下3層,標(biāo)準(zhǔn)層層高3m,共計(jì)3個(gè)單元,一梯兩戶。本建筑為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu),預(yù)制構(gòu)件包括內(nèi)/外墻板(4層及以上)、女兒墻板、疊合板(2層及以上)、轉(zhuǎn)角板(PCF)和樓梯板(1層以上),其余為現(xiàn)澆,預(yù)制率60%,如下圖1所示即為標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)單元構(gòu)件拆分示意圖。

        2.2 BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用情況

        2.2.1 創(chuàng)建BIM模型

        本項(xiàng)目BIM建模軟件采用Revit,BIM包括三大部分:現(xiàn)澆、預(yù)制以及施工器具,現(xiàn)澆部分(現(xiàn)澆梁、現(xiàn)澆墻),可利用Revit自帶的“系統(tǒng)族”創(chuàng)建;預(yù)制和施工器具部分,需在Revit中創(chuàng)建“可載入族”,以構(gòu)建裝配式施工BIM模型。

        2.2.2 參數(shù)化創(chuàng)建墻板斜支撐族

        Revit在創(chuàng)建族時(shí),必須確定族的樣本文件作為創(chuàng)建族的基礎(chǔ),本項(xiàng)目預(yù)制墻板施工時(shí)需設(shè)臨時(shí)固定措施——斜支撐(包括:支撐桿、支撐托座、預(yù)埋螺栓),以此承受墻板側(cè)向荷載,對預(yù)制墻板垂直度進(jìn)行調(diào)整。斜支撐支撐桿安裝是基于兩個(gè)參照標(biāo)高,支撐托座安

        裝在墻板面、頂板面。在Revit創(chuàng)建支撐桿族、支撐托座族、預(yù)埋螺母族時(shí),分別選擇的族樣本文件為“公圖2支撐托座族和預(yù)埋螺栓族制結(jié)構(gòu)框架—梁和支撐”、“基于面的公制常規(guī)模型”、

        “公制常規(guī)模型”,如圖2所示即為創(chuàng)建的支撐托座族和預(yù)埋螺栓族。

        2.2.3 墻板斜支撐的碰撞檢測

        本項(xiàng)目L形、T形暗柱節(jié)點(diǎn)兩側(cè)墻板斜支撐存在碰撞的可能性,通過三維可視化模型可直觀展現(xiàn)是否存在碰撞的情況,同時(shí)可直接在模型中修改,調(diào)整墻板斜支撐位置。BIM軟件Revit、Navisworks均可進(jìn)行碰撞檢測,此處采用Revit即可。

        2.2.4 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工仿真模擬

        本工程4層以下為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、4層及以上為裝配式混凝土結(jié)構(gòu),3層現(xiàn)澆墻體定位鋼筋位置是否準(zhǔn)確,直接關(guān)系到上層墻板的安裝質(zhì)量,對此本工程利用BIM技術(shù)對豎向構(gòu)件復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行施工仿真模擬,即:利用三維模型生成動(dòng)畫,對復(fù)雜工程、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)開展施工預(yù)演,提前發(fā)現(xiàn)施工中會(huì)發(fā)生的問題,及時(shí)調(diào)整施工方案。

        2.3 建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

        2.3.1 應(yīng)用軟件

        利用BIM技術(shù)進(jìn)行建設(shè)工程項(xiàng)目的實(shí)施過程,也就是大量相關(guān)軟件的協(xié)同工作的過程,如下表1對對市場上的主流BIM軟件進(jìn)行一些總結(jié)梳理。

        表1軟件類型

        2.3.2 應(yīng)用過程

        (1) 三維建模:三維建模必然優(yōu)于平面視圖,可實(shí)時(shí)查看結(jié)構(gòu)構(gòu)件相對位置關(guān)系、水電管線分布情況等等,也可將施工現(xiàn)場情況與根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙構(gòu)建的模型進(jìn)行實(shí)時(shí)對比,及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工錯(cuò)誤,以此優(yōu)化施工、減少返工。

        (2) 材料工程量自動(dòng)統(tǒng)計(jì):基于BIM的三維模型是一個(gè)信息高度整合的數(shù)據(jù)庫,可通過Revit軟件導(dǎo)出各種數(shù)據(jù)表,如:在主體結(jié)構(gòu)施工時(shí),可提取每層樓框架梁、柱數(shù)量表和混凝土方量、鋼筋用量明細(xì)表等;在預(yù)制構(gòu)件采購時(shí),可將所需預(yù)制構(gòu)件三維模型發(fā)給預(yù)制廠家,防止采購的預(yù)制構(gòu)件與實(shí)際需求不符,同時(shí)可利用BIM數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能,合理安排資源供應(yīng)、施工計(jì)劃,減少由于工程量計(jì)算不準(zhǔn)確所致的損失。

        (3) 二維出圖:BIM技術(shù)下,可利用Revit Structure等軟件的自動(dòng)剖切功能,在三維模型任意角度生成剖面圖;若是出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更,只需在三維模型中修改相關(guān)參數(shù),即可重新導(dǎo)出新的剖面圖,并由此保證施工準(zhǔn)確定位。

        (4) 物料跟蹤管理:基于BIM構(gòu)建的三維模型是一個(gè)參數(shù)化模型,涵蓋各種數(shù)據(jù)信息,施工時(shí)需將進(jìn)場材料的相關(guān)信息輸入模型中,包括:材料批次、生產(chǎn)日期、供應(yīng)商等,實(shí)現(xiàn)對物料的跟蹤管理,一旦出現(xiàn)質(zhì)量事故可立刻追溯事故來源。

        (5) 先試后建:可利用Navisworks等軟件,在三維模型技術(shù)上增加時(shí)間維度,以此實(shí)現(xiàn)4D施工模擬與進(jìn)度管理,在實(shí)際施工中,可將施工現(xiàn)場情況與三維模型實(shí)時(shí)對比,及時(shí)調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃;可通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示施工流程,以此明確各階段施工任務(wù)、施工計(jì)劃。

        (6) 檢測協(xié)調(diào):BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)、水、暖、電等各專業(yè)整合,通過三維碰撞檢查,明確管線沖突點(diǎn)、結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)位置;通過信息共享,及時(shí)將問題反饋給設(shè)計(jì)方,消除問題,保證各專業(yè)有效協(xié)同,減小施工風(fēng)險(xiǎn),保證施工質(zhì)量。

        3 建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢與存在的問題分析

        3.1 建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

        (1) 可視化:BIM最突出的亮點(diǎn)就在于其可視化性,工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息均可通過BIM模型實(shí)現(xiàn)直觀展現(xiàn),項(xiàng)目決策、溝通、討論等均可在可視化的狀態(tài)下開展;

        (2) 協(xié)調(diào)與協(xié)同性:利用BIM的信息管理模式,可打通項(xiàng)目全生命期、全方位信息,及時(shí)糾正各種信息的錯(cuò)、漏、碰、缺,進(jìn)而無縫連接,有效整合離散信息。

        (3) 模擬性:BIM可模擬真實(shí)項(xiàng)目,也可模擬真實(shí)環(huán)境中無法操作的事物,如:BIM在施工階段,可開展3D模擬、4D模擬(包括基于施工計(jì)劃的宏觀4D模擬和基于可建造性的微觀4D模擬)、5D模擬(與施工計(jì)劃匹配的投資流動(dòng)模擬)等工作。

        (4) 優(yōu)化性:隨著建筑工程項(xiàng)目的實(shí)施,BIM模型持續(xù)優(yōu)化,其可實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目目標(biāo)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化、主動(dòng)控制,切實(shí)提高工程施工質(zhì)量、運(yùn)維水平。

        (5) 出圖性:BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)信息輸出方式的多元化,如:可從BIM模型中提取二維圖紙、提取預(yù)加工材料表、預(yù)算分析表等等。

        (6) 簽證便利:通過發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題,可以增加工程量清單的缺項(xiàng)少量簽證??梢园l(fā)現(xiàn)因一個(gè)變更要求引起的聯(lián)鎖反應(yīng),做到先簽后做,防范做了簽不到。

        3.2 存在的問題分析

        (1) 設(shè)計(jì)階段沒有得到推廣:當(dāng)前建設(shè)主管部門在力推,施工方也在學(xué)習(xí)掌握之中,但是設(shè)計(jì)單位在應(yīng)用推廣上還比較緩慢。需要發(fā)掘其先進(jìn)性和優(yōu)越性,以便推廣。

        (2) 減少工程索賠:由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)得早,大大減少返工和減少浪費(fèi),同時(shí)也減少了施工方的利潤。

        (3) 影響了部分造價(jià)管理人員的積極性:透明度得到提高后,專業(yè)人員在造價(jià)控制方面的工作成績相應(yīng)就減少了。模糊的工作量沒有了,造價(jià)管理的水份也就沒有了,部分人員急需調(diào)整工作心態(tài)。

        (4) 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)比裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用復(fù)雜:通過施工和建模對比,裝配式建筑更加易于采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工和管理。

        結(jié)語

        綜上所述,BIM在建筑行業(yè)的推廣應(yīng)用是一大重要技術(shù)革新,其利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了建筑工程項(xiàng)目的信息集成和施工實(shí)際過程模擬,有利于實(shí)現(xiàn)建筑施工前的控制與施工過程中的動(dòng)態(tài)管理,不斷優(yōu)化施工方案,保證施工質(zhì)量滿足要求,避免出現(xiàn)返工問題影響工程成本,最終更好地推動(dòng)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]任錦龍,毛路,榮慕寧.BIM技術(shù)在工程中的綜合應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2012,43(11):971-974.

        [2]趙雪鋒,姚愛軍,劉東明,等.BIM技術(shù)在中國尊基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2015,44(6):49-53.

        [3]王婷,池文婷.BIM技術(shù)在4D施工進(jìn)度模擬的應(yīng)用探討[J].圖學(xué)學(xué)報(bào),2015,36(2):306-311.

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