關(guān)鍵施工工藝的BIM模擬方法研究

宋 強

（青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東 青島 266100）

1 復(fù)雜鋼筋節(jié)點模擬

在復(fù)雜梁柱節(jié)點處鋼筋密集且縱橫交錯，如果再遇到型鋼勁性結(jié)構(gòu)，就更加復(fù)雜，給施工過程中的鋼筋排布與工序安排帶來難度。

首先進行三維建模，包括節(jié)點鋼筋尺寸、鋼筋排布、箍筋間距和箍筋大小、鋼筋與型鋼之間連接方式，以及鋼筋與鋼筋之間的連接、焊縫寬度、螺栓大小、連接板尺寸厚度等，然后在三維模型中去校核發(fā)現(xiàn)復(fù)雜節(jié)點設(shè)計中出現(xiàn)的問題，針對其中出現(xiàn)的不合理設(shè)計進行論論修改。

可利用Navisworks軟件，進行鋼筋間的碰撞檢查以及鋼筋和型鋼之間的碰撞檢查，檢查鋼筋之間以及鋼筋和型鋼之間是否發(fā)生碰撞，并生成碰撞報告。根據(jù)碰撞報告進行結(jié)果檢查和分析，然后進行優(yōu)化。優(yōu)化完成之后，對鋼筋的排布順序進行分析與確定。并制作工序模擬動畫。應(yīng)用Navisworks軟件制作的復(fù)雜鋼筋節(jié)點制作鋼筋綁扎順序模擬動畫，用于向工人進行技術(shù)交底。

2 頂模技術(shù)模擬

首先，利用BIM應(yīng)用軟件創(chuàng)建液壓頂升系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)和平臺系統(tǒng)等相關(guān)構(gòu)件的三維模型。模型應(yīng)準(zhǔn)確表達頂模相關(guān)設(shè)計文件的內(nèi)容，完整展現(xiàn)二維圖紙信息。應(yīng)用Revit軟件創(chuàng)建了頂模的平臺系統(tǒng)，可用于進行與工程實體和頂模其他系統(tǒng)的碰撞檢查，從而為進一步優(yōu)化頂模系統(tǒng)設(shè)計方案提供支撐。

其次，在審核確認(rèn)模型正確后，可以運用碰撞檢查軟件對頂模的各個系統(tǒng)進行碰撞檢查。將頂模和建筑結(jié)構(gòu)、施工電梯、塔吊等進行碰撞檢查，避免在施工過程中因為施工碰撞，導(dǎo)致無法施工或者返工，對相互沖突的地方重新優(yōu)化設(shè)計。應(yīng)用Navisworks軟件對各系統(tǒng)進行碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)計失誤，進行優(yōu)化設(shè)計。

在頂模系統(tǒng)中，存在大量的材料堆放、人員走動，對施工平臺的空間要求比較大，其走道等空間設(shè)置是否合理直接影響頂模施工效率。在Navisworks軟件中，通過漫游，設(shè)計漫游人的寬度高度來實施檢查樓梯、掛架走道等各系統(tǒng)的凈空是否達到使用功能要求。應(yīng)用Navisworks軟件的實時漫游功能，將頂模系統(tǒng)模型導(dǎo)入設(shè)計中，設(shè)置漫游角色的身高等屬性，在模型中進行漫游，模擬工人在系統(tǒng)中的行走情況，對于所發(fā)現(xiàn)的凈高不夠等問題進行優(yōu)化。

創(chuàng)建頂模三維模型過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進行建模，準(zhǔn)確表達平臺桁架、掛架、模板系統(tǒng)還有頂升油缸等的精確尺寸，方便后期碰撞檢查及優(yōu)化工作的進行。在創(chuàng)建的三維模型基礎(chǔ)上。按照指定頂模安裝方案進行頂模安裝流程的模擬，注意安裝的步驟，及安裝過程中對機械人工的需求。對安裝過程中由于安裝順序不合理導(dǎo)致部分構(gòu)件無法安裝時，應(yīng)優(yōu)化安裝流程，保證各構(gòu)件安裝的工作空間。若切實無法安裝，應(yīng)考慮更改設(shè)計，比如在不影響整體受力的情況下改變連接方式，或者構(gòu)件形式。

在頂升的過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制頂模不與主體結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞。頂模與主體結(jié)構(gòu)的碰撞不僅會影響已施工結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。還會造成頂模自身結(jié)構(gòu)的損壞。在頂升過程中，還應(yīng)注意頂模與施工電梯，及塔吊之間的碰撞問題，保證頂模頂升過程中可以順利頂升。還應(yīng)注意頂模在頂升過程中自身的穩(wěn)定性。若頂升過程中出現(xiàn)碰撞，應(yīng)該通過協(xié)調(diào)，優(yōu)化頂模設(shè)計頂升方案或者塔吊等的布置方案。

頂模拆卸過程模擬，應(yīng)根據(jù)制定的拆卸方案逐步拆除，拆除構(gòu)件不宜過大，不能超過塔吊的吊裝能力范圍。拆除過程中應(yīng)注意拆除順序，避免頂模構(gòu)件的損壞，提高頂模的利用率。在三維模擬過裎中，應(yīng)廢不斷優(yōu)化頂模的拆除過程，在保證結(jié)構(gòu)安全的同時，保證頂模拆除的質(zhì)量以及拆除效率。

3 安裝吊裝過程模擬

安裝吊裝模擬可以對頂橫的吊裝過程進行模擬，頂模安裝過程比較復(fù)雜，設(shè)計的構(gòu)件比較多，而且對安全系數(shù)及安裝精度要求都比較高，安裝過程出現(xiàn)的問題將影響整個建筑的質(zhì)量以及后期施工的現(xiàn)場安全，通過對頂模安裝過程的模擬不但可以規(guī)范現(xiàn)場頂模安裝流程，還能提高頂模安裝精度。應(yīng)用Navisworks軟件，進行虛擬預(yù)拼裝，模擬頂模系統(tǒng)各個部件的吊裝順序，驗證系統(tǒng)的可安拆性。

安裝吊裝模擬還可對鋼結(jié)構(gòu)施工中除頂模之外的一些重要結(jié)構(gòu)的安裝進行模擬。由于部分構(gòu)件較大，對安裝精度要求較高，通過三維吊裝安裝模擬可以更清楚地向施工人員交底，讓施工人員掌握施工過程的重點難點，提高結(jié)構(gòu)安裝效率，保證安裝的質(zhì)量。應(yīng)用Tekla件，對構(gòu)件吊裝順序進行模擬，生產(chǎn)動畫，用于對工人的技術(shù)交底。

施工過程中需要吊裝大型機電設(shè)備時，為保證整個吊裝過程的安全，以及保證吊裝過程不對吊裝構(gòu)件造成損害，且不對周邊建筑及人員安全造成損害，可對其吊裝方案進行模擬，驗證吊裝方案的可行性及安全性，通過模擬對其吊裝方案進行優(yōu)化。

[1]丁烈云.BIM應(yīng)用?施工[M].上海:同濟大學(xué)出版社,2015.

[2]張建平,李丁,林佳瑞,顏鋼文.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2012(16).

[3]徐金晶.BIM技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用[J].農(nóng)村經(jīng)濟與科技,2017(08).