上海浦东路桥建设股份有限公司 201210
摘要：高层建筑内设置避难层，不仅是在使用功能上增加消防避险的作用，更是增加建筑结构强度、提高建筑物抗风险能力的必然之举。随着城市建设中高层以及超高层建筑物越来越多，妥善处理避难层及其施工就更加重要。本文以“深圳市某商业中心”为例对高层建筑避难层施工中的技术重难点进行分析，对BIM技术在避难层施工中的应用进行探讨。
关键词：BIM技术；超高层建筑；避难层；施工
由于超高层建筑物避难层的结构设计和实际施工具有非常复杂的特点，施工常常面临许多技术难题，难度较大，因此影响到工程的施工进度，造成不利影响。在深圳市某商业中心的避难层设计和施工中同样面临这样的问题，如果不能很好的解决避难层施工中存在的技术难题，就会对整个建筑质量产生非常巨大的影响。因此，本文基于先进的BIM技术进行具体的施工应用探讨，力求能为相关的施工人员和技术人员提供可行性的参考依据，促进避难层施工的顺利完成。
一、深圳市某商业中心工程简介
该商业中心坐落于深圳市福田区福明路，处在嘉汇新城的北侧，是一栋具有约90层高的超高层商业性办公、商务公寓中心综合楼，主要包括80层塔楼、5层地下层以及6层裙楼，是集办公、零售、休闲、公寓等一体化的现代商业中心，整体建筑面积达到了171179.6m2，建筑高度达到了329.4m，总占地面积也高达7844.9m2。
该商业中心的避难层设计在第7、23、39、55、71层，共5个避难层，每层高约6m，建筑面积达到了4595m2，达到了建筑标准要求。每榀桁架贯穿整个避难层，在施工中采用伸臂桁架实现外围柱与核心筒连为一体的效果，而两者的连接部位采用箱形斜撑[1]。
二、深圳市某商业中心避难层设计面临的技术难题
通过对深圳市某商业中心的实地考察，在对施工进展充分了解的基础上，搜集和统计整理出了该商业中心在避难层设计中面临的技术难题和施工问题，具体如下：
（一）伸臂桁架结构用量大、跨层段多，与土建交叉作业密集，焊接难度大在该商业中心的避难层设计中多采用的是带异形牛腿钢柱和H型厚板焊接钢材，依据施工标准带牛腿箱形钢柱总计24根，H型钢柱则需要60根；此外箱形和H形斜撑总共需要48根，再加上56根水平梁。显然对钢结构的用量提出了很高的要求，结构的复杂就必然导致了节点的繁多，现场焊接难度也自然加大。另外大构件的吊装也在很大程度上影响到周围施工内容的进展，故详尽统筹安排十分必要。由于伸臂桁架贯穿于各个施工层，而各个施工作业层又需要实现钢结构和土建各工序之间的交叉施工，这就增加了施工管理的难度，也增加了潜在的安全隐患，不利于避难层施工的顺利进行。
（二）工程期限紧张，避难层施工顺利完成任务艰巨
由于钢结构与土建构件在施工中会出现交叉碰撞的现象，常常在现场处理时要消耗巨大的作业时间，如何采用BIM技术有效解决这一问题十分重要。另外，针对伸臂桁架构架以及钢结构作业繁多而密集的问题，解决好土建施工和钢结构各自安装的交叉规避问题成为关键[2]。同样需要借助BIM技术进行妥善的处理，以节省施工时间，按时交工。
（三）施工场地限制较大，施工难度高
因为避难层设计和施工是整个工程的重要组成部分，也是整个建筑系统的一个子系统，在具体施工时会出现同时施工的现象，各层段的联系较为紧密，由于相关裙房施工尚未达标，就严重压缩了避难层施工可用材料的堆放和有效组织的空间，常常需要进行动态化的进行组织和应用，对施工进度带来严峻挑战。
三、避难层设计有效应用BIM技术
BIM技术是一种通过搜集和处理建筑工程项目的相关数据信息来实现建筑模型建立的现代高新技术，在该工程中主要采用了Tekla Structures、Autodesk Revit 2013等软件，并借助3Dmax等软件进行辅助应用。本文从模型的创建与融合、碰撞检查、流程模拟等方面进行探讨。
（一）模型创建与融合以及碰撞检查
轴网布设首先需要就原点坐标进行统一化，只有实现了模型建立环境的统一，模型创设才有应用空间，要将Tekla Structures、Autodesk Revit 2013等软件进行坐标系的统一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体为将Tekla模型以IFC格式进行导出，随后在Revit中建立包含标高的轴网，之后将IFC文件链接嵌入轴网文件，移动Revit达到钢结构相应坐标点的对齐，完成之后将“基础轴网”另存，如此实现基础模型构建平台的搭建[3]。
在模型建立完成之后还需要对其进行有效融合连接。融合时要遵循一定的原则，由于Revit相对于Navisworks具有更强大的过滤功能，能够实现简便快速的操作，所以要在Revit中导出.NWC文件，并将三维模型依据类别、专业、类型、区域等逐步导出，确保各模型能够在Navisworks内实现完美融合。在进行模型导出时应该注意要在三维视图中导出，并且要切忌检查所需的导出构件都是真实可见的状态，常常可以在导出.NWC文件时对模型构件按照类别的不同进行分别导出，能够提高工作效率。
在上述“基础轴网”中选择“结构样板”作为项目样板，在项目实现新建之后插入CAD文件到相应楼层形成参照图，在保证方向一致的前提下将CAD文件导入轴网文件坐标。基于土建模型创建钢筋构件需要足够大的模型量，因此在设计时要依据工程要求和最终的效果对之进行简化。基于建模软件Tekla Structures进行钢结构模型的创建，能够在建筑材料和建筑结构较为复杂的条件下，实现三维模型的建立和管理应用。这在避难层的设计施工中非常重要。在模型导出后运用Navisworks clash detective进行交叉碰撞情况的检查，在对碰撞检查与分析的基础上，结合不同的交叉碰撞情况和施工实际进行二次深化设计，提前做好碰撞问题的处理工作。
（二）工程作业编制与施工流程模拟展示
在避难层的施工中进行作业计划编制，将各个工序的施工时间进行细化，而对于钢结构则可以将各时间段的作业内容细化到具体的构件，对土建施工流程要细化到各个区域。在确保施工时间合理的基础上采用Primavera软件进行编制和管理监控。钢结构的施工原则大体上应坚持“平面：以核心筒为中心向四周发展，纵向上实施自下而上逐渐安装；局部：在地面拼装的基础上进行高空散装”的原则，而土建施工的流程大致为：墙柱钢筋绑扎、脚手架搭设、梁板铺设、模板封闭、钢筋绑扎，最后浇筑混凝土。
在具体的施工中为了避开结构吊装、土建与焊接的交叉影响常常需要对具体的施工作业进行细化，但是细化之后就很难做到可视化的检查，借助4D施工流程模拟能够实现对工程的反复观察并依据实际情况进行及时的调整和安排，不仅有效的节省了工程的施工时间，而且为工程的顺利完成创造良好的实施环境。
采用BIM技术进行避难层施工建设在很大程度上解决了施工中的诸多技术难题，并通过多种数据软件实现了对工程实施的及时监控和妥善安排，具有十分理想的施工效果。
结束语
BIM技术在高层建筑避难层的建设施工中具有重要的应用意义，对于保证工程质量和加快工程进度具有重要作用，而且也是当前高层建筑以及超高层建筑避难层施工中的必不可少的应用技术。基于上述探讨，笔者认为，BIM技术在工程量统计、工程进度控制、质量控制、安全控制等领域的开发应用同样具有可拓展性，对于提高建筑施工的自动化和保证建筑质量具有非常广阔的应用前景；同样，在今后BIM应用介入时间上可以进行适当的调整，甚至可以尝试抛弃传统设计完全利用BIM技术进行设计施工的做法，积极探索基于高新技术的现代施工建设模式，力争推广该技术应用到更多的建筑领域，提高建筑施工的效率和质量；另外，BIM建模深度根据项目需要进行细化，可以细化到每一根钢筋，每一颗螺帽，实现对于建筑材料的全面掌控，对于施工的顺利进行提供可靠的保证，同时基于对建筑材料的完全掌握能够有效降低建设成本实现经济效益和社会效益的双赢局面。
尽管在BIM技术的运用上还有许多的技术难题需要进行破解，但是我们也应该看到行业的技术人才正为此进行积极的探索，因此，笔者希望更多的专家学者能投入到该课题研究中，针对文中存在的不足，提出指正建议，为实现BIM技术在更多建筑工程中的优化运用做出重要的贡献。
参考文献：
[1]章二龙,苏铠,姜福友,刘红桥.避难层多层大跨度伸臂桁架垂直度控制技术[J].施工技术,2014,v.43S1:266-268.
[2]赵雪锋,姚爱军,刘东明,宋强.BIM技术在中国尊基础工程中的应用[J].施工技术,2015,v.44;No.43306:49-53.
[3]徐小洋.BIM技术在汉秀剧场工程中的应用[J].建筑施工,2013,v.35;No.27012:1104-1105+1114.
论文作者:张玮
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/4
标签：技术论文; 模型论文; 作业论文; 土建论文; 工程论文; 桁架论文; 商业中心论文; 《基层建设》2016年8期论文;