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        分析地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

        2020-01-19 16:07:33王彪
        中國(guó)設(shè)備工程 2020年22期
        關(guān)鍵詞:可視化建筑工程分析

        王彪

        (中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司,天津 300251)

        BIM技術(shù)主要是利用三維模型來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù),能夠通過(guò)模型和信息來(lái)反應(yīng)建筑的實(shí)際情況。BIM能夠集成整個(gè)建筑工程全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)信息,如物理、技術(shù)、工程、造價(jià)等多個(gè)方面信息,能夠隨時(shí)進(jìn)行調(diào)用與修改,存儲(chǔ)大量的信息,可以更好地實(shí)現(xiàn)整個(gè)生命周期內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行信息的共享和應(yīng)用。當(dāng)前,BIM技術(shù)應(yīng)用到地鐵車(chē)站的建設(shè)中,可以實(shí)現(xiàn)模型創(chuàng)建、碰撞檢查、現(xiàn)場(chǎng)模擬分析等多個(gè)方面,可以保證地下交通站可以順利的進(jìn)行,以提升地鐵車(chē)站建筑水平。

        本文以BIM模型平臺(tái)方面,分析總結(jié)了地鐵車(chē)站BIM模型與結(jié)構(gòu)計(jì)算實(shí)現(xiàn)深度設(shè)計(jì)。根據(jù)該平臺(tái)與模型建設(shè),能夠確定車(chē)站結(jié)構(gòu)形式,就能夠準(zhǔn)確地計(jì)算與確定工程量信息。從大量的研究分析可以發(fā)現(xiàn),BIM模型能夠有效地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì),提高設(shè)計(jì)水平,為地鐵項(xiàng)目的順利實(shí)施提供基礎(chǔ)條件。

        1 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        1.1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

        BIM技術(shù)主要的優(yōu)勢(shì)就是可視化、模擬化、協(xié)調(diào)化。具體分析如下:可視化就是通過(guò)BIM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙的完美呈現(xiàn),不管是抽象還是具體的內(nèi)容,都能夠直接體現(xiàn)在圖紙上。因此,人們能夠通過(guò)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面深入的了解和分析,就能夠提高設(shè)計(jì)的水平。BIM技術(shù)模擬性就是通過(guò)建立三維模型的方式來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)方案,比如,照明、節(jié)能、綠色通道等方面。與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方式來(lái)說(shuō),BIM技術(shù)的操作更加的便捷,能夠提高細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)水平,應(yīng)用效率和比較高,真實(shí)反映出實(shí)際情況。便捷性就是在設(shè)計(jì)中,可以快速將工程的實(shí)際情況體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙中,且能夠準(zhǔn)確、高效地反映出各項(xiàng)信息,有效地提升設(shè)計(jì)水平,防止在施工中存在嚴(yán)重的偏差問(wèn)題。協(xié)調(diào)性就是可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行各個(gè)環(huán)節(jié)信息的添加、刪除或者修改,能夠隨時(shí)增加不同的結(jié)構(gòu),保證各個(gè)結(jié)構(gòu)部分協(xié)調(diào)進(jìn)行,最終可以提升整個(gè)工程的穩(wěn)定性。

        1.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        BIM技術(shù)有著其他技術(shù)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),這也是當(dāng)前建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用的主要原因,具體可以做出如下概括:

        可視化,即“所見(jiàn)即為所得”的形式。3Dmax、Sketchup三維可視化能夠真實(shí)地反映出當(dāng)前的設(shè)計(jì)方案,也可以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)計(jì)階段的真實(shí)使用效果反應(yīng),同時(shí)也能夠明確掌握其與設(shè)計(jì)方案存在的差異,及時(shí)做出修正處理。目前,建筑設(shè)計(jì)工作主要是在計(jì)算機(jī)中完成的,傳統(tǒng)的建筑通過(guò)CAD平臺(tái)來(lái)進(jìn)行,可以展示出平、立、剖三個(gè)視圖的方式來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)方案,然后,施工人員按照該圖紙開(kāi)展施工。當(dāng)前,很多建筑工程的規(guī)模都比較大、形狀也比較特殊,如果只是設(shè)計(jì)完成二維圖紙,設(shè)計(jì)與施工人員都難以直接想象出其最終的樣子,導(dǎo)致施工中出現(xiàn)嚴(yán)重的失誤和問(wèn)題。而通過(guò)BIM技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)可視化的展示,讓所有使用者都能夠了解真實(shí)設(shè)計(jì)方案,以促進(jìn)設(shè)計(jì)水平的提升,滿足建筑工程使用需要。

        協(xié)調(diào)性,任何建筑工程包含的專(zhuān)業(yè)比較多,參與人員眾多,所以需要這些設(shè)計(jì)與施工人員積極的交流,根據(jù)自身專(zhuān)業(yè)的需要進(jìn)行信息的添加、修改與刪除,以保證最終設(shè)計(jì)方案符合要求。從另外角度分析,BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的碰撞檢查,動(dòng)態(tài)化模擬,各個(gè)結(jié)構(gòu)部分可以協(xié)調(diào)設(shè)計(jì),及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工存在的問(wèn)題,檢測(cè)出碰撞問(wèn)題,提高設(shè)計(jì)綜合水平,為整個(gè)項(xiàng)目的順利實(shí)施提供基礎(chǔ)。

        模擬性,BIM模型能夠根據(jù)要求進(jìn)行節(jié)能模擬、日照模擬、緊急通道模型等方面的設(shè)計(jì),提高資源利用率,避免存在嚴(yán)重環(huán)境污染的問(wèn)題,確保建筑工程的安全性??梢越Y(jié)合實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)4D模擬,能夠明確具體的設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度分析,可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的建設(shè)。隨著技術(shù)發(fā)展,目前,可以實(shí)現(xiàn)5D模擬,詳細(xì)地計(jì)算工程的成本與進(jìn)度,合理控制工程預(yù)算,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

        優(yōu)化性,BIM技術(shù)可以根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化,能夠提高投資回報(bào)的效率,能夠消除不合理因素的影響,實(shí)現(xiàn)不同方案的對(duì)比與分析,總結(jié)出最佳處理方案,提升總體設(shè)計(jì)水平。

        出圖性,BIM技術(shù)可以通過(guò)使用虛擬技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑三維模型建設(shè),可以充分地協(xié)調(diào)、模擬與優(yōu)化,使得設(shè)計(jì)方案中的各個(gè)圖形能夠按照要求出圖,并且根據(jù)要求進(jìn)行方案的改進(jìn),滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

        雖然目前我國(guó)已經(jīng)有很多城市開(kāi)始地下空間建設(shè),但是,從人性化設(shè)計(jì)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、節(jié)能與環(huán)保設(shè)計(jì)等方面還有一系列的不合理部分。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)可視化、協(xié)調(diào)化與模擬化的設(shè)計(jì),被大量地應(yīng)用到建筑領(lǐng)域內(nèi),并且已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)技術(shù),能夠促進(jìn)建筑領(lǐng)域的全面發(fā)展和進(jìn)步。

        2 BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

        某地鐵車(chē)站建設(shè)施工項(xiàng)目,應(yīng)用BIM核心建模軟件Revit Structure 2012建立地鐵車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段的BIM三維模型,根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)現(xiàn)支座檢查、物理模型與分析模型的檢查,保證BIM模型達(dá)到要求,然后,將其全部導(dǎo)入到其配套軟件Robot Structure Analysis 2014軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。

        該軟件的主要優(yōu)勢(shì)就是能夠?qū)崿F(xiàn)三維模擬和碰撞分析,可以保證各項(xiàng)工作協(xié)同進(jìn)行,使得設(shè)計(jì)更具準(zhǔn)確性,提高設(shè)計(jì)水平和效率,也能夠有效地降低設(shè)計(jì)成本,滿足現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

        2.1 車(chē)站結(jié)構(gòu)建模

        由于Revit軟件自身所攜帶的構(gòu)件部分比較少,根本不能達(dá)到目前建筑的建模要求,尤其是一些比較重要的梁、柱、墻等部分。因此,首先,應(yīng)該根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)構(gòu)件族;其次,應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的用戶標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行定制Structure Analysis-Default CHNCHS.rte項(xiàng)目樣板文件創(chuàng)建新的項(xiàng)目,然后,就是根據(jù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)設(shè)族文件與系統(tǒng)族文件,能夠形成地鐵站臺(tái)的3D模型,在創(chuàng)建環(huán)節(jié),Revit也創(chuàng)建了三維結(jié)構(gòu)分析模型,雙擊瀏覽器能夠及時(shí)查看三維分析模型。

        2.2 結(jié)構(gòu)分析

        地鐵車(chē)站所設(shè)計(jì)的BIM模型,能夠開(kāi)展支座檢查、物理/分析模型來(lái)進(jìn)行檢查,同時(shí)還需要設(shè)計(jì)出碰撞模型做出分析,并且實(shí)現(xiàn)模型建立與完善。

        使用Revit extensions將完善后的BIM模型發(fā)送到Robot Structure Analysis Professional,發(fā)送環(huán)節(jié)能夠?qū)嵤┠P偷幕九c附加項(xiàng)目的確定,比如,進(jìn)行自重分析、材料與模型轉(zhuǎn)換等等,最終就能夠完成地鐵車(chē)站Robot結(jié)構(gòu)分析模型。由于Robot和Revit中的很多功能都能夠?qū)崿F(xiàn)兼容應(yīng)用,所以通過(guò)Revit實(shí)現(xiàn)材質(zhì)、荷載、荷載組合、支座、彈簧約束等多個(gè)方面的分析與應(yīng)用,然后,可以根據(jù)系統(tǒng)要求來(lái)進(jìn)行再次配置,并且利用Robot Structure把分析最終的結(jié)果直接反饋給Revit,就能夠達(dá)到信息的雙向應(yīng)用。

        添加荷載與荷載組合,在Robot中可以通過(guò)不同工具來(lái)實(shí)現(xiàn)荷載工況分析,然后,是實(shí)現(xiàn)添加恒荷載與活荷載,前者就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)、設(shè)備的自重與水壓力等方面,后者則是利用地表車(chē)輛、側(cè)向載荷等多個(gè)方面,最終能夠獲取荷載圖。Robot Structure軟件能夠讀取和使用Revit中所規(guī)定的各項(xiàng)荷載組合形式,可以完成荷載的組合與計(jì)算。

        結(jié)構(gòu)分析結(jié)束后,就要對(duì)最終結(jié)果做出檢查和分析,然后,可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算文檔組織設(shè)計(jì)。在結(jié)果的下拉菜單中利用彩圖、桿件示意圖、表格等方面做出結(jié)果分析,以提升其設(shè)計(jì)水平。

        2.3 生成明細(xì)表

        建筑工程領(lǐng)域高速發(fā)展之下,工程項(xiàng)目復(fù)雜性逐步的提高,工程規(guī)模也在擴(kuò)大,傳統(tǒng)方式已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)使用標(biāo)準(zhǔn),而B(niǎo)IM模型還能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件明細(xì)表的確定,以提高設(shè)計(jì)水平。

        3 結(jié)語(yǔ)

        BIM技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到建筑工程領(lǐng)域,所產(chǎn)生的效果是非常明顯的,對(duì)于建筑工程領(lǐng)域長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有著積極的影響作用,并且已經(jīng)開(kāi)始逐步取代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式。目前,我國(guó)的BIM技術(shù)應(yīng)用還處于初期階段,尤其是地下建筑的應(yīng)用不是很普遍。本文以某地鐵車(chē)站項(xiàng)目為案例進(jìn)行分析,能夠全面的實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的合理應(yīng)用,可以充分地發(fā)揮出該技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提高設(shè)計(jì)效果,也能夠保證工程可以順利的進(jìn)行。通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì),提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,保證項(xiàng)目順利實(shí)施,成本也能夠控制下合理范圍內(nèi),極大地促進(jìn)建筑領(lǐng)域全面發(fā)展。

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