BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王磊

摘要：目前，各行各業(yè)都需要新技術(shù)來(lái)支持其進(jìn)步和發(fā)展。在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建設(shè)方面，也是運(yùn)用到了BIM等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行管理和生產(chǎn)。以BIM技術(shù)為例，借助于其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)和作用，讓設(shè)計(jì)朝著更加精細(xì)化和信息化方向發(fā)展，讓施工管理朝著更加科學(xué)化和合理化的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);地鐵車站;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用分析

1BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1可視化：即“所見(jiàn)即所得”，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是以平、立、剖面和詳圖為基準(zhǔn)，但隨項(xiàng)目越發(fā)龐大復(fù)雜，這些“單向”、“孤立”的繪圖模式由于缺少實(shí)時(shí)描述，導(dǎo)致大量修改，阻礙設(shè)計(jì)階段的控制推動(dòng)?？梢暬煞譃椋?/p>

1.1.1設(shè)計(jì)思想可視化—一明確的三維建筑形式與設(shè)計(jì)表達(dá);

1.1.2模型信息清晰化——以構(gòu)件圖元作為基本設(shè)計(jì)單元;

1.1.3三維調(diào)整動(dòng)態(tài)化——各種視圖實(shí)時(shí)切換，動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)。

1.2協(xié)調(diào)性：多專業(yè)協(xié)同則包括階段性和實(shí)時(shí)性協(xié)同，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)多專業(yè)配合為階段性協(xié)同，即通過(guò)特定時(shí)間的“對(duì)圖”描述來(lái)解決設(shè)計(jì)沖突，在設(shè)計(jì)時(shí)，往往由于各專業(yè)設(shè)計(jì)師之間的溝通不到位，而出現(xiàn)各種專業(yè)之間的碰撞問(wèn)題，如機(jī)電專業(yè)中的管道在進(jìn)行布置時(shí)，由于施工圖紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的，真正施工過(guò)程中，可能互相碰撞，這種就是施工中常遇到的碰撞問(wèn)題。而基于BIM的三維協(xié)同則側(cè)重于解決二維技術(shù)難以解決的設(shè)計(jì)進(jìn)度、技術(shù)和局部的協(xié)調(diào)性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)精細(xì)設(shè)計(jì)、采購(gòu)和管理。

1.3模擬性：模擬性并不只是通過(guò)三維設(shè)計(jì)模型模擬建筑實(shí)體，還可進(jìn)行非真實(shí)世界的虛擬設(shè)計(jì)操作。在設(shè)計(jì)階段，根據(jù)設(shè)計(jì)需求對(duì)以模型為載體的設(shè)計(jì)通過(guò)模擬給予性能評(píng)判和優(yōu)化建議，使項(xiàng)目環(huán)境舒適度、能源消耗、概算經(jīng)濟(jì)等技術(shù)指標(biāo)得以量化。

2BIM技術(shù)在地鐵車站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1BIM可視化技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

在地鐵車站設(shè)計(jì)信息模型過(guò)程中，可以運(yùn)用精確的項(xiàng)目的可視化的應(yīng)用設(shè)計(jì)，通過(guò)三維協(xié)同設(shè)計(jì)模式，使工程在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相互結(jié)合并最終形成一個(gè)完整的模型，通過(guò)精確的可視化功能，在施工設(shè)計(jì)中可以使設(shè)計(jì)施工人員能夠隨時(shí)都可以看到設(shè)計(jì)內(nèi)部的狀況，并實(shí)時(shí)進(jìn)行修改，通過(guò)可視化的優(yōu)勢(shì)，可以使各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)施工人員通過(guò)相互的合作建立起車站整體的設(shè)計(jì)信息模型，從而使得工程的每一個(gè)環(huán)節(jié)都符合專業(yè)人員的要求。而且在施工的過(guò)程中，通過(guò)三維協(xié)同的可視化的應(yīng)用，可以將各個(gè)專業(yè)人員相互聯(lián)系在一起，在施工的過(guò)程中，做到共同參與、各司其職、打破了時(shí)間和項(xiàng)目區(qū)域的限制和隔閡，通過(guò)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制定的項(xiàng)目模板可以生成一個(gè)中心文件，而其他的設(shè)計(jì)施工人員可以通過(guò)中心文件生成文件副本，對(duì)自己所負(fù)責(zé)的區(qū)域項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣可以保證各個(gè)設(shè)計(jì)施工人員同時(shí)在線設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)設(shè)計(jì)中發(fā)生的沖突可以進(jìn)行及時(shí)的交流，通過(guò)意見(jiàn)交換，達(dá)成及時(shí)檢測(cè)和修改的作用，這也就避免了只靠語(yǔ)言溝通而導(dǎo)致的理解和認(rèn)知的偏離。

2.2BIM優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用研究

BIM的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯出來(lái)了，在軌道交通中的應(yīng)用也越來(lái)越便捷，利用BIM的優(yōu)點(diǎn)，可以達(dá)到對(duì)方案設(shè)計(jì)的優(yōu)化，通遇優(yōu)化方案，可以大大地提高地鐵車站設(shè)計(jì)的工作效率和節(jié)約時(shí)間成本，節(jié)約建設(shè)成本。在方案的設(shè)計(jì)好后，就需要對(duì)方案進(jìn)行校對(duì)、審核和評(píng)審。在對(duì)方案校對(duì)的過(guò)程中，由于BIM的三維建模的直觀性和精準(zhǔn)性，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人可以對(duì)車站的各個(gè)設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行無(wú)縫連接，通過(guò)比對(duì)設(shè)計(jì)圖紙和對(duì)項(xiàng)目中的各個(gè)排水、通風(fēng)、通信等方面進(jìn)行可視化的校對(duì)，從而有利于方案設(shè)計(jì)的校對(duì)的順暢，同時(shí)對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的地方可以進(jìn)行及時(shí)的修改和審核，通過(guò)方案的審核提出意見(jiàn)和建議，供設(shè)計(jì)施工人員修改和參考，運(yùn)用BIM優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，不但有利于設(shè)計(jì)方案在設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的無(wú)縫接對(duì)應(yīng)，而且有利于方案在設(shè)計(jì)后的校正和及時(shí)地修改，保證方案在施工過(guò)程的精確度，同時(shí)通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)該的審查和評(píng)審，保證工程建設(shè)的質(zhì)量。

2.3BIM多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)中的一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是在各個(gè)設(shè)計(jì)施工的環(huán)節(jié)，各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)施工人員需要提供相應(yīng)的專業(yè)的數(shù)據(jù)資料，在資料的收集過(guò)程中，各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)施工人員利用BIM的三維協(xié)同設(shè)計(jì)，可以在整個(gè)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，及時(shí)地和其他設(shè)計(jì)人員進(jìn)行信息溝通以及進(jìn)行施工設(shè)計(jì)方案的探討，通過(guò)資料的共享和方案的探討，打破了原來(lái)工作模式中的時(shí)間順序，和區(qū)域施工的界限，有利于各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)施工人員可以在收集資料和方案設(shè)計(jì)過(guò)程中的協(xié)同合作，為施工設(shè)計(jì)提供參考和衡量的基礎(chǔ)。

本文就是通過(guò)對(duì)BIM的技術(shù)分析，并以某地鐵站為例，來(lái)探討B(tài)IM技術(shù)在車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的具體應(yīng)用。

3BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1快速建立車站模型

建立軸網(wǎng)，利用BIM設(shè)計(jì)軟件REVIT自帶族建立承臺(tái)和樁基礎(chǔ)，建立站臺(tái)層和站廳層，利用自建族建立鋼板、吊鉤、上翻梁、下翻梁等構(gòu)件，快速建立車站BIM模型，如圖1所示。

3.2建立三維鋼筋模型

在常規(guī)的設(shè)計(jì)模式中，鋼筋是在維平面中繪制，很難發(fā)現(xiàn)鋼筋沖突和碰撞的情況，施工過(guò)程中經(jīng)常需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，利用BIM的三維鋼筋繪制功能，可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)鋼筋的碰撞情況，減少施工現(xiàn)場(chǎng)變更，并且能精確計(jì)算工程量。

3.3添加車站信息

將車站實(shí)際存在的全部信息，包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息等存人BIM模型中。BIM模型能夠?qū)⑺行畔?gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的有機(jī)整體，避免信息在傳遞中出現(xiàn)丟失變異。由于項(xiàng)目全壽命周期共用同一個(gè)模型，所有的數(shù)據(jù)采集和更改都在這個(gè)模型上進(jìn)行，而這一切數(shù)據(jù)的出口也只有一個(gè)，這就很好的保護(hù)了數(shù)據(jù)的完整性，同時(shí)信息模型代替紙質(zhì)圖紙，使得資料得以沉淀積累，形成可以共享、查閱和反復(fù)利用的工程量信息數(shù)據(jù)庫(kù)，具有十分強(qiáng)大的集成管理功能，如圖2所示。

3.4BIM出圖和應(yīng)用

通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)建筑物進(jìn)行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，可以出如下圖紙：3.4.1綜合管線BIM圖紙（經(jīng)過(guò)碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改，消除了相應(yīng)錯(cuò)誤以后）;

3.4.2建筑留洞BIM圖紙（經(jīng)過(guò)碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改，發(fā)各專業(yè)確認(rèn)無(wú)誤以后）;

3.4.3單專業(yè)BIM圖紙;

3.4.4協(xié)調(diào)優(yōu)化報(bào)告等。由于BIM模型能提供各類真實(shí)的信息，協(xié)助決策者做出準(zhǔn)確的判斷，相比于傳統(tǒng)繪圖方式，在設(shè)計(jì)階段通過(guò)碰撞檢測(cè)的功能能夠提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及解決問(wèn)題，大量地減少設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員所產(chǎn)生的各類錯(cuò)誤，下圖為利用Revit軟件生成的BIM圖紙，如圖3所示。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著B(niǎo)IM技術(shù)在地鐵軌道交通中的廣泛應(yīng)用，在地鐵車站的設(shè)計(jì)中廣泛地引入BIM三維協(xié)同的技術(shù)，通過(guò)精確的可視化技術(shù)、協(xié)同合作、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、多專業(yè)協(xié)同參與合作、精細(xì)化的管理等，打破了原來(lái)工程設(shè)計(jì)施工過(guò)程中的時(shí)間順序的概念和區(qū)域施工的局限性，從而提高了地鐵車站設(shè)計(jì)施工過(guò)程中的工作效率和工程質(zhì)量，同時(shí)縮短了工程時(shí)間，節(jié)約了工程資金，有利于促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。