BIM技術(shù)在超高層建筑中的應(yīng)用

榮超

摘要：BIM在建筑高層施工中的使用，能夠?qū)⒐こ趟龅降膯?wèn)題在中做出正確解決辦法，并可加強(qiáng)工程之協(xié)同作業(yè)模式。建筑信息型也是一種在設(shè)計(jì)、造及管理上應(yīng)用信息技術(shù)之手段，能夠使建筑工程在其整個(gè)生命周期中顯著提高效率和大量減少風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；超高層建筑中；應(yīng)用

BIM是以3D數(shù)字技術(shù)，將建筑工程中各個(gè)作業(yè)之種相關(guān)信息整合數(shù)字技術(shù)，將建筑工程中各個(gè)作業(yè)之種相關(guān)信息整合數(shù)字技術(shù)，將建筑工程中各個(gè)作業(yè)之種相關(guān)信息整合數(shù)字技術(shù)，將建筑工程中各個(gè)作業(yè)之種相關(guān)信息整合起來(lái)，并對(duì)各個(gè)信息作完善的描述。BIM能夠在建筑全生命周期中應(yīng)用，通過(guò)建立BIM模型，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)超高層建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)行三維立體模擬，規(guī)范超高層建筑工程項(xiàng)目建設(shè)人員在過(guò)程中的操作行為，更好控制項(xiàng)目在實(shí)際建設(shè)中的進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)，模型的信息能夠提供建筑物不同階段其需要的信息，BIM在生命周期中的運(yùn)用概念。BIM在建筑生命周期中的應(yīng)用可以分為，從一開(kāi)始的程序設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、進(jìn)行建筑物相關(guān)分析、產(chǎn)生施工圖、材料生產(chǎn)與制作、營(yíng)造排程與成本、建筑物建造、建筑物營(yíng)運(yùn)與維護(hù)管理、到最后的拆除和翻新與整修階段。

1 BIM技術(shù)特點(diǎn)

BIM具有可視化，協(xié)同性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性等五大特性。利用三維模型可視化，將建筑體以3D模型X-Y-Z幾何參數(shù)化、也可以在幾何構(gòu)件上定義非幾何參數(shù)，例如：構(gòu)件材料屬性、數(shù)量、單價(jià)、供應(yīng)時(shí)程、供貨商、物料編號(hào)等面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模擬，可以預(yù)先模擬與查看所設(shè)計(jì)的建筑物。無(wú)論是空間使用優(yōu)化、符合法規(guī)、選擇建物座向方案、預(yù)先模擬各個(gè)項(xiàng)目施工會(huì)面臨的錯(cuò)漏、碰撞短缺細(xì)節(jié)部分，是否滿足業(yè)主的要求，尤其因應(yīng)業(yè)主經(jīng)常需求變動(dòng)所引起的工程變更仿真，可快速精準(zhǔn)提出解決方案。對(duì)建造階段的施工時(shí)序、定位校正、安全，物料清單預(yù)制等眾多仿真，就是將實(shí)際建造過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真，預(yù)警工程施工將可能面臨的錯(cuò)誤、遺漏、碰撞與短缺問(wèn)題。

由Autodesk Reivt系統(tǒng)建模，該模型所定義X-Y-Z空間幾何依實(shí)際比例放大，作為施工期間指導(dǎo)、學(xué)習(xí)、安裝、建置與流程等仿真，可有效減少錯(cuò)誤的施工浪費(fèi)與損失?？⒐ず?，透過(guò)BIM模型設(shè)備管理系統(tǒng)功能與營(yíng)運(yùn)維護(hù)管理系統(tǒng)整合后，增加智能數(shù)據(jù)如GPS、GIS空間地理信息，可及時(shí)提供業(yè)主一系列重要信息，如強(qiáng)弱電設(shè)備、管線、位置、與地圖空間坐標(biāo)等。業(yè)主只要智能手機(jī)，在物業(yè)管理系統(tǒng)上，便可利用BIM的3D峻工模型，直接查詢所有設(shè)施設(shè)備相關(guān)信息，同時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生經(jīng)過(guò)授權(quán)的維修工單及所有設(shè)備數(shù)據(jù)。

2 BIM技術(shù)在超高層建筑施工中的應(yīng)用

2.1模型預(yù)加載

超高層施工中，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工過(guò)程中安全隱患較多。為了確保施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的安全性，在模型完成后，可通過(guò)Revit中的分析選項(xiàng)對(duì)已建好的模型進(jìn)行預(yù)加載，編輯荷載名稱、類(lèi)型、性質(zhì)，設(shè)置組合荷載系數(shù)公式，對(duì)設(shè)置好的集中荷載（點(diǎn)荷載）、均布荷載（線、面荷載）加載到單個(gè)構(gòu)件或者整體框架上來(lái)分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能，從而找出受力最不利部位，現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員根據(jù)模型受力分析編制相應(yīng)措施性施工方案，針對(duì)結(jié)構(gòu)最不利受力部位，在混凝土澆筑時(shí)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度之前、之后分別采取不同的加固措施，確保結(jié)構(gòu)安全性和施工過(guò)程中的安全保障。

2.2碰撞問(wèn)題及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)等施工模擬

在設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上結(jié)合施工進(jìn)度進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，形成可指導(dǎo)輔助現(xiàn)場(chǎng)施工的施工模型，同時(shí)對(duì)復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，提前解決施工現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎難、材料浪費(fèi)等問(wèn)題。對(duì)于超高層建筑結(jié)構(gòu)，通常涵蓋了土建、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電安裝等多個(gè)專業(yè)同時(shí)交叉施工的情況，施工過(guò)程中，各專業(yè)間也會(huì)產(chǎn)生一定的沖突，特別是在主體核心筒施工時(shí)，結(jié)構(gòu)框架不是簡(jiǎn)單的鋼混結(jié)構(gòu)，通常情況下，在墻體中會(huì)有鋼板墻等大型鋼構(gòu)件。深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)方提供了提資圖后，土建技術(shù)人員在深化設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)著配筋圖手動(dòng)測(cè)量尺寸確定接駁器或者開(kāi)孔位置，這樣難免會(huì)有偏差，而利用Revit進(jìn)行三維建模，可直接將配筋圖導(dǎo)入，在三維模型中檢查鋼筋與鋼骨碰撞情況，從而快速、準(zhǔn)確地找出需要連接深化的部位，提高技術(shù)人員工作精度與效率。同理，在處理土建與機(jī)電管道沖突過(guò)程中，也可利用模型準(zhǔn)確地找到需要開(kāi)孔的部位、孔尺寸大小，從而避免二次結(jié)構(gòu)施工以及管道安裝時(shí)反復(fù)開(kāi)孔，浪費(fèi)材料、人工。

2.3三維算量

對(duì)于超高層特大型項(xiàng)目，土建專業(yè)為了滿足機(jī)電安裝的需求，需要在樓板、砌體結(jié)構(gòu)上開(kāi)設(shè)大量洞口；為了保證土建鋼筋的連接，需要在鋼板墻、鋼柱、鋼梁上焊接大量接駁器、連接板、開(kāi)設(shè)孔洞，這無(wú)疑在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加了很多工程量；同時(shí)，剪力墻、巨型柱內(nèi)也會(huì)有鋼骨，如果純?nèi)斯び?jì)算，計(jì)算量大、耗時(shí)長(zhǎng)而且計(jì)算精度不準(zhǔn)確，不利于工程竣工結(jié)算。而利用Revit等軟件建模之后，在構(gòu)件屬性欄中會(huì)有構(gòu)件各種屬性參數(shù)，包括材質(zhì)、體積等，同時(shí)在Revit明細(xì)表中，也可根據(jù)用戶需要列出構(gòu)件不同的參數(shù)，并且此清單可與廣聯(lián)達(dá)等算量軟件對(duì)接，技術(shù)人員能快速、準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)工程實(shí)際工程量，方便竣工結(jié)算。另外，技術(shù)人員也可根據(jù)列表中所列出的體積、剪切長(zhǎng)度，x，y，z軸對(duì)正方式等參數(shù)來(lái)檢查建模的精確度。

3 BIM云平臺(tái)信息技術(shù)

在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，將施工計(jì)劃與BIM模型相結(jié)合，將傳統(tǒng)的甘特圖轉(zhuǎn)化為三維的建造模擬過(guò)程，可在施工前做出合理安排，優(yōu)化施工進(jìn)度，并提高各專業(yè)協(xié)調(diào)水平。進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工前，建立各質(zhì)量樣板模型，上傳至BIM云平臺(tái)，利用移動(dòng)端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收，大大方便了管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量的把控。同時(shí)采用無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行信息采集，并利用BIM云平臺(tái)的視點(diǎn)功能反饋現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工進(jìn)度，將施工進(jìn)度情況與模型結(jié)合發(fā)送至項(xiàng)目建設(shè)參與方，大大提高了對(duì)施工進(jìn)度的管理。同時(shí)項(xiàng)目引進(jìn)云平臺(tái)信息系統(tǒng)，全方位的實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)與施工現(xiàn)場(chǎng)的高度結(jié)合，提高了BIM技術(shù)的落地化應(yīng)用。互聯(lián)網(wǎng)+BIM云平臺(tái)采用“云+端” 的模式，所有數(shù)據(jù)（BIM模型、現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)、協(xié)同的數(shù)據(jù)等）均存儲(chǔ)于云平臺(tái)，各應(yīng)用端均可調(diào)用數(shù)據(jù)及傳遞數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)介紹BIM技術(shù)在超高層建筑的應(yīng)用技術(shù)、云平臺(tái)信息交流?？梢钥闯鯞IM技術(shù)讓超高層建筑的施工管理更加高效，不僅在超高層建筑建設(shè)中能更全面直觀的模擬4D效果，使得整個(gè)項(xiàng)目全生命周期協(xié)同設(shè)計(jì)和管理，同時(shí)節(jié)約了施工成本，減少施工工期。目前BIM技術(shù)二次開(kāi)發(fā)在不斷地研究，各種難題得到逐步解決，BIM技術(shù)不僅在超高層建筑中，甚至其他領(lǐng)域也有更快速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐峻峰，汪潔.BIM技術(shù)在成都環(huán)球貿(mào)易廣場(chǎng)超高層建筑施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2017，46（11）：151-153.

[2]任文. BIM技術(shù)在超高層建筑施工中的應(yīng)用研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2016.

（作者單位：云南大學(xué)滇池學(xué)院）