BIM百科 | 中建鋼構(gòu)大廈施工階段BIM應(yīng)用研究

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文/中建鋼構(gòu)有限公司?李華坤?宋子燁

中建鋼構(gòu)大廈位于深圳市南山區(qū)后海中心區(qū)內(nèi)，是集科研設(shè)計、辦公、商業(yè)、地下車庫及配套設(shè)施為一體的綜合性建筑。建筑占地面積2723.9m2，總建筑面積56052.19m2，其中地上44699.23m2、地下11352.96m2，結(jié)構(gòu)形式為全鋼結(jié)構(gòu)框架-中心支撐體系。地上26層，地下4層，建筑高度148.5m，建筑總高度166.75m（見圖1）。本項目的特點是施工工期短，位于商業(yè)區(qū)，周圍無堆場，屋頂懸挑結(jié)構(gòu)最重節(jié)點達11.8t，安裝精度要求高，難度大，同時對現(xiàn)場進度計劃與協(xié)調(diào)要求較高。

1 ?BIM應(yīng)用研究概述

1.1? 研究目標

通過對施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用流程化的研究，開發(fā)一套適合鋼結(jié)構(gòu)施工并銜接上、下游單位的應(yīng)用方案，以信息化技術(shù)提高項目管理水平，達到標準化作業(yè)的目的。

1.2 ?BIM應(yīng)用流程

BIM應(yīng)用流程如圖2所示。

1.3 ?階段目標

1）通過設(shè)計階段的BIM分析協(xié)助深化設(shè)計，完成結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

2）完成深化模型向BIM模型的完整信息轉(zhuǎn)換。

3）完成BIM模型在施工階段可視化輔助施工管理的系統(tǒng)級應(yīng)用。

4）完成LOD500的信息模型竣工交付。

1.4 ?基本配備

本應(yīng)用研究針對一般工程（業(yè)主）對BIM應(yīng)用的各項要求及相關(guān)配合，配備人員3人，電腦4臺，以保證功能完善、成本低廉、易于操作。BIM應(yīng)用主要軟件名稱、版本及用途如表1所示。

2? BIM實施過程

2.1 ?模型轉(zhuǎn)換技術(shù)

建筑結(jié)構(gòu)深化模型制作使用Tekla Structure進行。Tekla作為BIM軟件的一種，支持IFC、3DDGN、Ascii、FEM、CAD等格式的輸出，這些文件可以作為信息傳遞的橋梁。

2.1.1? IFC轉(zhuǎn)換

Tekla模型通過IFC轉(zhuǎn)換后，導(dǎo)入Revit，除零件信息外，其余信息能夠完整保留。

2.1.2 ?各格式信息轉(zhuǎn)換

進行3DDGN、FEM、CAD格式轉(zhuǎn)換。通過對比清單得出IFC格式保留最為完整（見表2）。

2.1.3? 模型轉(zhuǎn)換補完措施

通過Revit模型，在軟件立面圖中增加與Tekla模型相同的標高，并將標高添加到模型構(gòu)件中，完成缺失信息的補充（見圖3）。

2.2? 施工模擬應(yīng)用

2.2.1?編排工期清單

編制Project文件，并按照安裝日期、構(gòu)件編號詳細劃分，明確標示（見圖4）。

2.2.2 ?工期模擬

將Revit模型與工期導(dǎo)入NavisWorks，可根據(jù)工期對模型進行可視化模擬（見圖5），“所見即所得”的可視化效果是BIM技術(shù)最主要特點之一。

2.2.3 ?階段劃分

根據(jù)不同施工階段（進場、吊裝、焊接、涂裝）進行可視化劃分（工藝階段劃分如圖6所示），通過射頻識別技術(shù)RFID(Radio Frequency Identification)，實現(xiàn)識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

2.3?多專業(yè)協(xié)同

2.3.1?協(xié)同流程

不同專業(yè)共享模型，并定期通過NWS（NavisWorks）進行一次（兩兩）碰撞分析，各專業(yè)獨立進行分析，最終匯總結(jié)果，以便得出較為正確的結(jié)論。協(xié)同流程如圖7所示。

2.3.2?模型整合

不同專業(yè)共享模型，并導(dǎo)入NWS整合（見圖8）。模型整合分析如圖9所示。

通過模型整合，實現(xiàn)業(yè)主、設(shè)計、總包、分包等均能在項目設(shè)計階段參與到項目中，共同對設(shè)計進行優(yōu)化改進。

3 ?BIM應(yīng)用成果

3.1 ?復(fù)雜工況應(yīng)用

3.1.1 ?半逆序施工

以現(xiàn)場實際3層臨時混凝土支撐梁及圓柱為基礎(chǔ)，利用Revit繪制出真實模型，并依照軟件提供的邏輯關(guān)系，與鋼結(jié)構(gòu)地下室構(gòu)件進行碰撞分析，進而準確掌握3道臨時支撐對構(gòu)件的安裝影響，以此指導(dǎo)現(xiàn)場施工，成功實現(xiàn)地下室半逆作法（鋼結(jié)構(gòu)安裝優(yōu)先于拆撐）施工（見圖10）。

3.1.2? 模擬分析報告

通過模型數(shù)據(jù)編制模擬分析報告，輔助施工、精排工序，節(jié)約工期14d。

3.2 ?多專業(yè)協(xié)同檢測

3.2.1 ?建筑檢測

聯(lián)合設(shè)計院共檢測沖突53處，如：斜撐與欄桿沖突，調(diào)整欄桿（見圖11）；鋼斜撐與門洞沖突，調(diào)整斜撐（見圖12）； 鋼拉桿與樓板沖突，調(diào)整拉桿（見圖13）。

3.2.2 ?MEP檢測

聯(lián)合機電消防方面，逐個標準層綜合比對，共檢測沖突77處。管線綜合與鋼結(jié)構(gòu)碰撞較多，處理方式主要以機電調(diào)整為主、鋼結(jié)構(gòu)調(diào)整為輔，如：地下1層管線與鋼梁標高沖突，微調(diào)鋼梁位置（見圖14）； 地下室泵房與鋼梁沖突，同時調(diào)整管線和鋼梁（見圖15）；26層管束密集處橋架與斜撐沖突，調(diào)整管線布置方式（見圖16）。

3.3?信息完善與模型竣工

3.3.1?數(shù)據(jù)信息

利用自有接口自動轉(zhuǎn)化工期信息。通過數(shù)據(jù)庫（Acess、Filemaker等）實現(xiàn)信息列表（如Excel）中轉(zhuǎn)（見圖17），導(dǎo)入模型，并完善安裝信息。

3.3.2?信息模型竣工交付

整合模型（見圖18），交付運營方。

4?結(jié)語

中建鋼構(gòu)大廈項目建設(shè)過程中，通過模型搭建并指導(dǎo)現(xiàn)場施工，充分發(fā)揮了BIM技術(shù)的預(yù)先協(xié)調(diào)性與強大的模擬功能。由于工期緊，物業(yè)運營單位不具備BIM應(yīng)用條件等因素，本研究尚存在許多待完善的地方。目前，BIM技術(shù)還處于不斷優(yōu)化和發(fā)展階段，只有積極探索、大膽嘗試、融合新技術(shù)，才能真正實現(xiàn)建筑行業(yè)成功變革。

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