BIM技术在超高层主体结构施工中的应用论文_高永亮

BIM技术在超高层主体结构施工中的应用论文_高永亮

山东兴昌建设工程有限公司 山东昌邑 261300

摘要:建筑信息模型由3部分组成:①BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;②BIM是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;③在项目的不同阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。它是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥着重要作用。

关键词:BIM技术;超高层主体结构;施工应用

1BIM技术在主体结构施工中的应用

1.1图纸复核

在利用Revit建立土建模型之前,需要CAD版本的二维图纸导入Revit中,这个其实是一个对图纸再复核的过程。建模是一个对精细度要求非常高的工作,它需要考虑到很多细节,这样在建模过程中就可以核查CAD图纸中一些尺寸标注不清晰的地方。另外,设计单位下发图纸一般分为CAD和PDF2个版本,有时可能会出现CAD图纸与PDF图纸部分位置有出入,通过建模也可及时发现类似问题,在施工到该部位之前及时与甲方、设计单位沟通,及时处理避免后期返工,节省了工期、成本及劳动力。对于拥有成百上千张专业图纸的大型、特大型项目,建模过程即是图纸审核后对专业图纸进行查漏补缺的一个重要过程,同时它也可帮助技术人员更加快速准确地熟悉相关专业图纸。

1.2模型预加载

超高层施工中,结构复杂,施工过程中安全隐患较多。为了确保施工过程中结构的安全性,在模型完成后,可通过Revit中的分析选项对已建好的模型进行预加载,编辑荷载名称、类型、性质,设置组合荷载系数公式,对设置好的集中荷载(点荷载)、均布荷载(线、面荷载)加载到单个构件或者整体框架上来分析结构构件的受力性能,从而找出受力最不利部位,现场工程技术人员根据模型受力分析编制相应措施性施工方案,针对结构最不利受力部位,在混凝土浇筑时,达到标准强度之前、之后分别采取不同的加固措施,确保结构安全性和施工过程中的安全保障。

1.3碰撞问题及复杂节点等施工模拟

对于超高层建筑结构,通常涵盖了土建、钢结构、机电安装等多个专业同时交叉施工的情况,施工过程中,各专业间也会产生一定的冲突,特别是在主体核心筒施工时,结构框架不是简单的钢混结构,通常情况下,在墙体中会有钢板墙等大型钢构件。在深化设计时,平面图纸不能清晰直观地显示各专业间在三维中的立体关系,而利用Revit建模,将各专业模型整合在一起,在三维模型中直接观测到冲突碰撞情况。例如,对于有型钢混凝土结构的剪力墙、巨型柱、钢骨的超高层结构,钢筋与钢构件冲突形式主要可以归类为4种:①钢板墙与暗柱箍筋冲突;②钢梁牛腿与暗柱箍筋及主筋冲突;③钢连梁与暗柱主筋及箍筋冲突;④埋件与暗柱箍筋及剪力墙水平筋冲突。对于以上冲突情况需要在钢骨上焊接接驳器、连接板或者穿孔来保证钢筋的连接。深化设计过程中,钢结构方提供了提资图后,土建技术人员在深化设计时,需要对着配筋图手动测量尺寸确定接驳器或者开孔位置,这样难免会有偏差,而利用Revit进行三维建模,可直接将配筋图导入,在三维模型中检查钢筋与钢骨碰撞情况,从而快速、准确地找出需要连接深化的部位,提高技术人员工作精度与效率。同理,在处理土建与机电管道冲突过程中,也可利用模型准确地找到需要开孔的部位、孔尺寸大小,从而避免二次结构施工以及管道安装时反复开孔,浪费材料、人工。

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1.4三维算量

对于超高层特大型项目,土建专业为了满足机电安装的需求,需要在楼板、砌体结构上开设大量洞口;为了保证土建钢筋的连接,需要在钢板墙、钢柱、钢梁上焊接大量接驳器、连接板、开设孔洞,这无疑在原设计基础上增加了很多工程量;同时,剪力墙、巨型柱内也会有钢骨,如果纯人工计算,计算量大、耗时长而且计算精度不准确,不利于工程竣工结算。而利用Revit等软件建模之后,在构件属性栏中会有构件各种属性参数,包括材质、体积等,同时在Revit明细表中,也可根据用户需要列出构件不同的参数,并且此清单可与广联达等算量软件对接,技术人员能快速、准确地统计工程实际工程量,方便竣工结算。另外,技术人员也可根据列表中所列出的体积、剪切长度,x,y,z轴对正方式等参数来检查建模的精确度。

2 BIM技术在实际应用中需要注意的问题

2.1建模过程中的问题

在利用Revit建模过程中,不同类型构件连接时,由于软件编程等原因,往往会造成一些错误,需要人为手工修正,如某些不规则断面砌体墙与剪力墙自动连接时,通常会导致剪力墙边线位移或者形状改变;又或当砌体墙遇到梁时,默认情况为砌体墙切梁,这样与实际情况不符。建模中此种类似情况会造成工程量统计时不准确,且模型与实际情况不符,无法良好地指导现场施工。对于上述情况,需要建模时手动设置构件端部不连接,然后将重叠构件手动进行连接或者改变构件直接连接顺序。但此操作全部需要技术人员手动完成,从整个工程建模来说这是一个非常繁琐且工作量大,也很容易遗漏的工作,也是导致模型精确度不足的一个主要原因。

2.2BIM数据收集与整理

BIM建模是一个需要多专业相互协调、相互配合的工作。对于一栋超高层建筑,完整三维模型包括土建、钢结构、机电等多个专业,而施工中,各专业分包往往又是拥有独立法人的不同企业,所以在资源数据共享方面也很难做到及时、公开、透明;且各专业间建模的方法、标准不一致,国内也缺少相应的行业内统一标准原则,这也导致在BIM运用过程中,数据收集缓慢,模型整合出现问题,BIM数据库无法及时建立。

2.3BIM技术推广

根据目前我国的行业状况,对BIM技术的运用处于刚刚起步的阶段,通常情况只在大型企业中的重点项目会运用到BIM技术,其他从设计单位到施工单位很少具有运用BIM技术建模的能力。BIM技术数据多、处理复杂,对硬件要求较高,也需要配备一定量专业性人员,这是阻碍BIM技术在我国行业内推广的一大掣肘。如今对于BIM技术的运用就犹如20多年前对于CAD的推广,随着时代的进步、社会的需要,行业内需要在技术上再进行一次革新,使其服务于整个行业。

3BIM技术未来发展

今后对于运用BIM技术辅助施工的大型、特大型项目,可建立一个专门性的云端数据信息化管理平台,各专业技术人员可在平台上及时地上传、更新专业图纸、模型、变更。这样可在一定程度上缓解前文所提到的利用BIM技术建模时数据收集不及时、专业间沟通困难等问题,加快BIM在各项目上的应用,推进BIM技术更好发展。

4结论

BIM线性计划通过将BIM模型与进度编制结合成整体,使编制的进度计划具有了充分的数据基础和逻辑关系,并能够将各参与方的进度计划合成整体,所产生的进度不仅能够从时间、资源、逻辑等多方面全面反映计划进度情况,同时能够根据实时进度和工程量变化不断推算和调整后续进度,是一种精细化的进度管理方法,符合进度管理的原理,对改善大型项目进度管理、促进进度目标的实现、辅助资源成本的管控具有重大的积极意义。相信随着国内BIM技术应用水平的整体提高,BIM线性计划在我国建筑行业中会得到更好的推广与普及。

参考文献:

[1]潘剑峰,杜丹,单红波,赵昂,唐俊.BIM技术应用于超高层钢结构施工安全管理研究[J].施工技术,2016,18:18-20.

[2]张红歌.BIM技术在既有建筑改造中的应用探究[D].西南交通大学,2016.

论文作者:高永亮

论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期

论文发表时间:2017/11/2

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