BIM技术在超高层建筑施工中的应用研究论文_俞彬滨1,曹熠烽2

（1.浙江中富建筑集团股份有限公司，浙江省 绍兴市 312300；2.绍兴市上虞兴财建筑工程有限公司，浙江省 绍兴市 312300）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 现代大型建设项目一般都具有投资规模大、建设周期长、参建单位众多、项目功能要求高以及全寿命周期信息量大等特点，建设项目设计以及工程管理工作极具复杂性，传统的信息沟通和管理方式已远远不能满足要求。 一、施工重点及难点 超高层建筑存在工期紧张、结构复杂、部分节点施工难度大、涉及专业众多且各专业相互交叉繁多等问题。具体表现为: 1.工期紧张。该工程位于市中心，施工场地狭小，而且政府及相关监管部分考虑到噪音、建材污染和交通疏导等问题，要求该项目在规定时间内必须完工，因此该项目的施工工期非常紧张。 2.关键节点施工难度大。该工程为超高层建筑，同时为该城市的标志性建筑，涉及装修、机电、消防、土建等多个专业。部分节点需要多个专业相互配合、相互协商、相互协调最终才能达到预期效果，各专业交叉问题较多，且协调工作量特别大，导致部分(例如梁柱节点钢筋绑扎)工作的施工难度较大。 3.部分施工方法及施工顺序难以确定。传统的施工方法在超高层建筑中的可行性难以保证。例如主楼的主体钢构件———核心筒钢结构，由于质量大、吊装高度高，所以采用何种方式吊装、吊装过程需要提前做好规划，避免出现事故和不必要的损失。由于该建筑结构为钢筋混凝土核心筒－钢筋混凝土框架结构，所以存在着混凝土和钢结构的大量施工交叉，为了在短工期内完成此关键部位的施工，对钢筋混凝土和钢结构之间的交叉顺序模拟是十分必要的。 4.成本管控难度大。由于工期紧张，且需要装修、机电、消防、土建等专业交叉作业，不同专业存在较多交叉和冲突，导致协商和修改工作量较大，部分工作难以预料，编制施工组织计划较为困难。且本项目工程量巨大，成本核算、费用分析、现场签证变更和施工预算等工作繁重，施工单位的成本管理人员难以进行准确的施工成本预控，部分工程只能等到施工完成才能结算分析，因此成本管控工作十分被动，难度较大。 二、BIM技术在超高层建筑施工中的应用 1.钢结构的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，实现土木建筑、机电等专业关系表述，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。 2.钢结构深化设计与4D施工模拟。在钢结构的深化设计上，传统的二维图纸无法做好预先解决，只能在现场发生问题时才能设计技术的变更，这样严重拖延施工的工期，增加建筑的经济成本。在预先设计的问题上，BIM能够提供科学的解决方案，及时的对现有模型进行有效合并，及时发现建筑设计的缺陷和漏洞，对建筑设计进行合理深化。使用BIM技术能够减少现场施工的错误，有效缩短建筑施工工期。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在4D施工模拟方面，在传统的工程进度安排上，横道图对于建筑施工的情况可以进行直观掌控，但是在工序表达上逻辑关系不清晰，计划时间没有明确计算，许多计划的调整和工作量都比较大，重要的工作和关键的路线都很难适应工程进度实施。BIM技术模型能够有效解决传统模式的弊端，将建立的数据模型导入Navis works中，对建筑施工的关键技术实行顺序模拟，通过直接移动位置实现变更过程，可以有效调整工程参数的关闭和开启工作，达到工程施工的良好效果。BIM技术的4D施工模拟通过动画形式，将项目直接展现在人员面前，对于施工细节做出了具体的描述，有效提升工程施工质量。 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4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。 4.BIM技术在碰撞检测中的应用。无论是土建还是机电安装的设计中，总会有一些设计考虑不周全而发生碰撞的情况，特别是机电安装的复杂管线排布、设备房等地方往往会存在管道碰撞，如在施工过程中发现管道碰撞，再通过设计变更更改管道线路，不仅耽误工期，而且影响整体布置。通过BIM软件可将水、电、暖通等建立模型，通过碰撞检测，找出碰撞部位，提前与设计院沟通。芜湖侨鸿项目在地下室及裙房施工阶段，发现多次安装要在型钢梁上开孔、预应力要在型钢梁或是型钢柱上开孔、钢筋无法从型钢柱中穿过也要开孔，开这些孔首先要与设计院沟通，设计院同意后，监理才会允许开孔，由于这会影响到下一道工序的施工，所以这不仅会给项目带来经济损失，还会带来工期损失。另外，很多安装管道开孔过大需要加强，但是现场不具备加强条件，最后无法开孔，只能更改管道线路。后期由于采用BIM软件建模，加强安装、钢结、土建等各单位之间的沟通，很好地避免了在型钢梁和型钢柱上的开孔，让开孔在加工厂加工完成。 5.BIM技术在钢结构深化设计、预制件加工中的应用。通过建立BIM信息模型进行钢结构深化设计，以一种直观的三维模型（效果图）与业主、设计、分包单位沟通洽商，这样不仅可以提高工作效率，可以提高洽商成功的概率，还可以通过建模发现设计不合理部位，及时与设计院沟通解决。通过建立BIM信息模型，对预制件进行建模和深化设计，然后把这些3D模型通过图片的形式转交给钢构件加工厂，这样可大大减少加工构件错误率，从而达到节约工期、成本的目的。 总之，研究BIM技术在超高层建筑施工中的应用具有重要的现实意义。BIM技术通过深化建筑设计和模型整合等协调，及时调整工程进度和节点管理，在信息维护方面发挥巨大的作用。BIM的生命力是整个项目周期，为可行性研究阶段、设计阶段、施工阶段与运营维护阶段带来了巨大的利益优势，如实现多个系统的设计协作、提高设计质量、灵活应对设计变更、提高可施工性、施工前改正设计错误与漏洞、利用三维施工模型优化施工方案、实现预制加工工业化等。参考文献[1]刘智静,BIM技术在超高层建筑施工中的应用.2017.[2]郑元齐.浅谈BIM技术在超高层建筑施工中的应用研究.2017.

论文作者:俞彬滨1,曹熠烽2

论文发表刊物:《新材料.新装饰》2019年1月下

论文发表时间:2019/7/19

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