摘要:BIM 技术即建筑信息模型,是以建筑工程项目的相关数据为基础,通过数字化的仿真技术而建立的建筑模型,是一种广泛应用于建筑、设计和管理的数字化建筑信息技术。在 BIM 技术高速发展的背景下,对于建筑施工行业来说,既是机遇也是挑战,必须创造 BIM 技术环境,注重组织管理架构,发挥建筑施工的巨大优势。
关键词:BIM 技术;超高层建筑;施工
1 BIM技术的特点
1.1 项目可视化
可视化是BIM技术一个重要优势,在实现了二维向三维完成转化的过程中,其可视化水平也得到了更加全面的提升,数字信息的反馈性与互动性在可视化技术的支持下发挥得更加明显,有利于效果图的展示与数据报表的生成,同时也能够促进后期运营决策、施工阶段与项目设计的综合性。施工单位在投标过程中,也可以通过三维效果图对设计理念进行直观的讲解,使设计方案更加具有说服力和直观感,使自身在竞标中的竞争力优势大大提升。
1.2 协调性与优化性
在项目管理环节中,施工企业往往在繁重的工作中难以有效应对各项管理工作,而在BIM技术的支持下,管理工作的开展则能够更加便利。比如通过BIM技术能够一次性整合模式不同、大小不同的数据,通过可视化立体图的方式对数据进行展示,使施工阶段时间与空间的利用效率大幅提高。另外,BIM 技术还能够对施工环节所存在的安全隐患进行识别。BIM技术还能够将各工序的检查标准与样板标准生成专门的二维码,快速完成导入、导出操作,无论是管理者还是操作者均可以通过二维码对该工序的检查要点、控制要点与施工方法有一个直观的了解,工作效率大幅提升。
1.3 模拟性与执行性
BIM技术在施工领域不断得到应用的过程中,建筑设计工作也可以通过BIM系统完成模拟性的实验,比如热能传导模拟以及紧急事故疏散等,在完成建筑设计后可以将经过三维模拟的立体化图像应用于施工阶段,方便施工指导以及施工方案的拟定工作。在BIM技术的支持下,还可以使现场施工人员在不需要具备专门理论知识的情况下,也能够看懂施工设计图纸,使施工操作的准确度水平大幅提高,对于整个项目也可以进行全面的了解与掌握。另外,通过BIM技术还能够实现更高层次的模拟,即在3D模拟的基础上加入工程进度和造价控制数据,使成本控制工作在思考的维度上更加全面。在完成施工阶段工作后,还可以借助BIM技术对处理紧急情况的具体流程进行模拟,比如在发生火灾与地震等等灾害情况下的人员疏散等。在BIM技术不断普及的过程中,还将会出现更多新的应用方法。
2超高层建筑施工的特点
2.1工程量大、工序多、协调复杂
高层建筑的工作量有施工土方、钢筋、混凝土、模板、砌筑、装修、设备管线安装等工程,完成这些工程时需要多个专业工种交叉作业,协调配合起来十分复杂,同时,由于极大的工程量对建造技术提出了更高的要求,比如大体积混凝土的裂缝控制技术,粗钢筋的连接技术、高强度混凝土应用技术,新型模板的应用技术等。
2.2施工准备的工作量比较大
高层建筑的面积大、体积大、需要大量的材料、机具设备和构配件,品种繁多、采购量和运输量都非常大。施工所需的专业工种非常多,也需要进行大量的人力、物力以及施工技术准备以保证工程顺利进行;同时,由此引起施工场地狭窄,这考验着施工企业如何有效分配调整施工现场平面布置以保证施工顺利进行。
2.3施工的工期紧、周期长
单栋高层建筑的工期一般要为2-4年,平均2年左右,每层结构的所需的工期一般为5-10d,短则3d,常常是两班或三班作业,施工工期长而紧,且需要进行冬、雨期施工,为了保证工程质量,应该有特殊的施工技术措施。合理地安排工序,才能缩短工期,减少费用,同时还需制定一系列安全防范措施和预案来保证生产过程中的安全。
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2.4基础较深、地基处理和基坑支护复杂
一般而言,高层建筑的地下室的层数较多,从而导致基础的深度较深,土方开挖、地基处理、基坑支护以及深层降水所需要的技术都很复杂,这直接影响着工期和造价。
2.5垂直运输量大、高空作业多
现在的高层建筑大多为45-80m,有的甚至超过100m,这样导致垂直运输量大、高空作业多,因而在施工中要解决好制品、材料、机具设备、人员的垂直运输。合理地选用垂直运输机械,妥善安排好材料、设备和工人的运输问题及用水、用电、通讯问题以提高工作效率。
2.6高度大、层数多、安全防护的要求严
高层建筑的高度大,层数多,施工场地较窄,常采取立体交叉作业、高处作业,需做好各种高空安全防护措施,以及通讯、防水、防雷、防触电等措施。为保证施工操作过程中的安全和地面行人安全,不出现安全事故,安全措施费用也要相应的增加。
3 BIM 技术在超高层建筑施工中的应用
3.1多专业三维建模与平台设计方案
在三维建模方面,BIM 技术可以打破原有的二维图纸设计,利用现有的建模信息实现三维参数设置,充分利用三维可视化功能指导建筑的现场施工。在传统的二维施工中,基本无法反映结构空间的几何关系和专业交叉的顺利推行。通过 BIM 技术模型,设置构件尺寸、位置关系,实现结构、建筑、机电、水暖等专业关系表述,对模型进行有效分析。在平台设计方案方面,建筑项目部门要充分考虑建筑施工的空间和堆场的安排问题,需要采用多次论证实现方案的合理性,对行车和人行路线进行明确规划,满足工程的实际需求。
3.2 BIM可视化技术的应用
BIM技术能够以三维立体化的视角将建筑物结构展现出来,而传统技术条件下则能够通过CAD技术来绘制施工图纸,而这种方法则无法展现出完整的建筑构件信息。将BIM技术融入到设计工作中,能够以三维模型的方式将构件展现出来,对功能布局进行分析,对构件承载能力进行计算。利用BIM技术,能够对超高层建筑的内部结构进行多角度、动态化的演示,对建筑构件的形状与尺寸进行观察的分析,为设计方案的制定工作奠定良好的基础。同时,在BIM技术的支持下,还能够对设计方面所存在的漏洞进行全面的检查,使设计质量大幅提高。
3.3钢结构的辅助施工
BIM 技术在钢结构的辅助施工中主要包含调整钢结构的施工顺序、辅助交底、焊缝统计和异形件验收。本次施工工程的钢板墙施工共划分为 3 个区域,每个建筑区域的钢板墙安装都需要确定具体的施工顺序。在现场施工的过程中,BIM 技术通过实际需求,安装生成的动画,能够非常直观的展示施工流程,对于施工的安装进度做出有效统筹。在辅助交底工作中,传统的施工技术和安全交底过程中,一般都由建筑施工的管理人员通过图纸为施工人员进行详细讲解,在交流过程中可能出现误解施工意图的情况,导致建筑施工出现错误。通过 BIM 技术向建筑的施工人员进行交底,能够有效传达建筑施工的交底成果,便于施工人员直观感受建筑设计意图。在焊缝的统计方面,传统的二维图纸累加必然耗费大量的人力和物力,而 BIM 技术可以通过电脑实现累加数据,准确区分不同位置的板材数据。在异性件的验收工作中,构件尺寸直接关系焊接质量和构件安装。在传统的构建验收过程中,通过图纸进行查看构件尺寸,非常容易出现数据误差,严重影响施工质量。在BIM 技术模型中,可通过三维参数设计,发挥最大的空间测量优势,自由选取测量位置,为建筑的监理和总包验收工作提供巨大的便利,提升施工验收质量。
结束语
当前我国已经进入到城镇化建设的关键阶段,如何将更多新型的管理技术应用建筑施工中来已经成为施工企业十分重要的研究课题之一。在信息技术不断发展的过程中,BIM技术已经具有了替代CAD技术的能力,该技术条件下所提供的可视化三维图像对于构件参数的呈现有着无可比拟的说服力。同时,由于该技术完全兼容共享机制与交流机制,未来对于建筑设计的发展必定有着十分重要的促进作用。
参考文献:
[1] 王代兵,杨红岩,孙加齐,王宜彬,齐磊,齐轩.BIM技术在天津周大福金融中心超高层建筑深化设计管理中的应用[J].建筑施工,2016(5):646~648.
[2] 唐峻峰,汪洁.BIM技术在成都环球贸易广场超高层建筑施工中的应用[J].施工技术,2017(11):151~153.
论文作者:俞文峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
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