BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

宋乾雙，丁奇杰，冉維毅SONG Qian-shuang, DIN G Qi-jie, RAN Wei-yi

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BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

Application of BIM Technology in Structure Construction

宋乾雙，丁奇杰，冉維毅
SONG Qian-shuang, DIN G Qi-jie, RAN Wei-yi

（中國建筑第八工程局上海分公司）（Construction Eighth Engineering Division.Corp.Ltd.Shanghai Branch）

隨著建筑信息化的發(fā)展以及國家和地方標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺，BIM技術(shù)越來越多地應(yīng)用在了工程的招投標(biāo)，設(shè)計(jì)，施工，

運(yùn)維階段。而如何基于BIM技術(shù)促進(jìn)現(xiàn)場施工的進(jìn)度質(zhì)量管控，成為了施工單位BIM應(yīng)用的重點(diǎn)工作內(nèi)容。論文將以上海某大型商辦項(xiàng)目的工程實(shí)例為藍(lán)本，具體闡述BIM技術(shù)在總承包管理模式下結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用。

【 Abstract】 With the development of information technology and the introduction of national standards, BIM technology is increasingly applied in the bidding, design, construction, operation and maintenance stage.And how to promote the quality control of the site construction by BIM technology, BIM technology, has become the focus of the construction unit BIM application.This paper will be based on the project of a large commercial project in Shanghai, the project is modeled, and the application of BIM technology in the construction of the general contract management mode is described.

【Keywords】structure construction; BIM modeling; drawings; deepen design; structure mechanical and electrical pipeline collision; 4D simulation; Liang Zhu steel node

1　項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為上海某大型商業(yè)綜合體，總建筑面積超過20萬m2，總占地面積3萬m2，包含4棟高層建筑和6棟多層建筑（2～3層）。BIM結(jié)構(gòu)應(yīng)用目標(biāo)為全員施工全過程參與，通過建立BIM三維模型，分階段審核設(shè)計(jì)的CAD圖紙，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)碰撞問題以及施工做法的不合理處，做到事前控制，避免施工過程中的返工；通過深化設(shè)計(jì)，解決機(jī)電管線和結(jié)構(gòu)之間的碰撞問題；通過建立梁柱鋼筋節(jié)點(diǎn)的三維模型進(jìn)行技術(shù)交底，并且以此作為現(xiàn)場施工指導(dǎo)以及驗(yàn)收依據(jù)；通過施工過程的4D模擬，促進(jìn)總承包管理中的進(jìn)度把控，如圖1所示。

圖1　結(jié)構(gòu)施工中的BIM應(yīng)用示意圖

2　精度標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目精度標(biāo)準(zhǔn)采用美國LOD精度標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1　美國LOD精度標(biāo)準(zhǔn)

3　具體應(yīng)用點(diǎn)

3.1結(jié)構(gòu)建模階段應(yīng)用

精度標(biāo)準(zhǔn)采用LOD300模型，包含尺寸、形狀、位置，精確創(chuàng)建洞口位置，在結(jié)構(gòu)施工前完成可作為現(xiàn)場施工參照的模型，及時發(fā)現(xiàn)CAD二維圖紙可能造成的現(xiàn)場無法施工或其他圖紙問題，輔助圖紙會審的進(jìn)行。

工程實(shí)例：

本項(xiàng)目原CAD施工圖中，某樓機(jī)房屋面層軸X與軸Y上方，一根300×700的梁不與屋面板接觸，如圖2所示，將造成現(xiàn)場無法施工。

圖2　原設(shè)計(jì)圖紙樓板懸空

某樓機(jī)房屋面層圖號××-××的原模板圖軸X-X左側(cè)一根200×500小梁與下層板存在300mm高差，此處造成不必要的施工不便，需要設(shè)計(jì)修改，如圖3所示。

圖3　原設(shè)計(jì)圖紙存在不必要的高差

3.2深化設(shè)計(jì)階段應(yīng)用

3.2.1梁柱鋼筋節(jié)點(diǎn)

圖4　X-XB-2 KZXX號勁性柱X層的鋼筋節(jié)點(diǎn)

本項(xiàng)目高層辦公樓采用勁性鋼骨柱。對于勁性柱與梁之間的鋼筋板扎存在一定施工難點(diǎn)，深化設(shè)計(jì)的CAD圖紙中，托板、鋼筋預(yù)留洞口位置可能與現(xiàn)場需求產(chǎn)生偏差，鋼筋排布密集，施工班組進(jìn)行施工時無法從二維CAD圖紙中獲得準(zhǔn)確施工指導(dǎo)。為此，進(jìn)行BIM深化設(shè)計(jì)，創(chuàng)建勁性柱與梁節(jié)點(diǎn)鋼筋排布三維模型，提供符合現(xiàn)場需求的托板、鋼筋預(yù)留洞口的準(zhǔn)確位置，確定各根鋼筋的位置、彎錨、搭接、穿洞等。圖4為本工程利用REVIT完成的某樓X-XB-2 KZXX號勁性柱X層的鋼筋節(jié)點(diǎn)模型。

3.2.2機(jī)電管線與結(jié)構(gòu)碰撞

管線碰撞問題在工程的設(shè)計(jì)和施工中都是一個難以避免的問題。管線結(jié)構(gòu)碰撞問題未解決會在很大程度上造成材料以及人工費(fèi)用的浪費(fèi)，尤其是二維建筑圖紙有限的可視化程度導(dǎo)致的設(shè)計(jì)不合理，造成無法進(jìn)行施工等問題。而本工程運(yùn)用BIM技術(shù)，在施工前進(jìn)行機(jī)電管線與結(jié)構(gòu)之間的碰撞試驗(yàn)和凈空高度測試，大大降低了因碰撞造成的浪費(fèi)和返工。圖5所示為利用NAVISWORK軟件為地下二層凈空高度測試時所做的碰撞試驗(yàn)。

圖5　地下二層管線凈空測試

圖6　某區(qū)土方開挖階段4D施工模擬

3.34D施工模擬階段應(yīng)用

4D施工模擬整合了工程項(xiàng)目的信息，實(shí)現(xiàn)了施工管理和控制的信息化、集成化、可視化和智能化。4D施工現(xiàn)場的管理是將施工場地及設(shè)備、設(shè)施的3D模型與施工進(jìn)度計(jì)劃相連接，建立施工場地的4D模型，實(shí)現(xiàn)施工場地布置可視化和各種施工設(shè)備、設(shè)施的動態(tài)管理。本工程利用SYNCHRO軟件進(jìn)行4D施工模擬，并輔以原本的純表格化施工進(jìn)度計(jì)劃，從而更直觀合理地促進(jìn)總承包管理下的工程進(jìn)度把控。圖6為本工程某區(qū)土方開挖階段4D施工模擬動畫截圖。

4　結(jié)束語

隨著BIM技術(shù)的發(fā)展和推廣，BIM越來越多地被應(yīng)用在了實(shí)際工程中，而其在結(jié)構(gòu)施工階段的應(yīng)用只可說是BIM技術(shù)中的滄海一粟。在建筑的整個生命周期中，設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維是BIM技術(shù)的三大應(yīng)用方向；如何運(yùn)用BIM技術(shù)服務(wù)實(shí)際，使BIM創(chuàng)造更多的價值，且不一味追求模型精度，而是將研究方向落實(shí)到實(shí)實(shí)在在的應(yīng)用點(diǎn)上，這是我們建筑人急需努力的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞 】結(jié)構(gòu)施工；BIM建模；圖紙會審；深化設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)機(jī)電管線碰撞；4D模擬；梁柱鋼筋節(jié)點(diǎn)