bim技術在大型公用建筑結構施工及管理中的應用_劉占省

1、書2012 年 7 月第 41 卷 增刊施 工 技 術CONSTRUCTION TECHNOLOGYBIM 技術在大型公用建筑結構施工及管理中的應用劉占省 1， 2， 李占倉 2， 徐瑞龍 2( 1． 清華大學土木工程系， 北京 100084; 2． 北京市建筑工程研究院有限責任公司， 北京 100039)［ 摘要］ 大型公用建筑在中國得到了迅速發(fā)展和應用， 符合其發(fā)展趨勢的 BIM 技術也逐漸得到了應用。首先就 BIM技術的特點作了簡

2、要介紹， 接著分析了該技術的特點， 其次對 BIM 技術在大型公用建筑中的應用做了概述， 然后總結了 BIM 技術在大型公用建筑施工及管理中的應用情況和內容。此方面的研究涉及 BIM 技術、 施工控制理論以及通信和計算機等多個領域， 需要多學科的交叉研究。［ 關鍵詞］ BIM 技術; 大型公用建筑; 施工; 管理［ 中圖分類號］ TU717 ［ 文獻標識碼］A ［ 文章編號］1002- 8498( 2012) S0- 0177- 05T

3、he Application of BIM in the Construction and Management of BuildingsLiu Zhansheng 1， 2， Li Zhancang 2， Xu Ruilong 2( 1． Department of Civil Engineering of Tsinghua University， Beijing 100084， China;2． Beijing Building C

4、onstruction Research Co． ， Ltd． ， Beijing 100039， China)Abstract: The large public building in China has been rapidly developed and applied， BIM technology also has been ap-plied． First of all the features of BIM technol

5、ogy is briefly introduced， and then analyzed for the characteristics． The BIMtechnologies in the large public buildings in the application are introduced． Then， the application of BIM technology in largepublic building c

6、onstruction and management is summarized． The research relates to the construction control theory，BIMtechnology， communication and computer and so on． Thus， it needs to be multidisciplinary research．Key words: BIM techno

7、logy; large public building; construction and management［ 收稿日期 ］2010- 05- 02 ［ 作者簡介 ］劉占省， 博士， E- mail: zs4216@ 163． com0 引言隨著國民經(jīng)濟和建筑技術的飛速發(fā)展， 形態(tài)新異、 體系復雜的大型公用建筑特別是鋼結構工程不斷出現(xiàn)， 在高層領域， 有了 CCTV 新臺址主樓( 見圖1) 、 深圳證券大廈( 見圖 2) 這樣的大懸

8、挑結構。在大跨度結構領域， 有了國家體育場鳥巢、 天津西站新站房( 見圖 3) 、 廣州白云機場航站樓等獨特的剛性結構， 鄂爾多斯索穹頂、 盤錦體育場( 見圖 4) 等預應力索膜結構也不斷出現(xiàn)。上述大型公用建筑結構通常具有體量龐大、 體系復雜、 施工周期長、 影響結構施工質量的因素多等特點。這類建筑不僅對結構設計理論和分析提出了更進一步的要求， 對施工控制技術也提出了多方面的挑戰(zhàn)， 尤其表現(xiàn)在全過程施工控制技術、 四維動態(tài)模型、 可視化

9、模擬和信息化應用等影響成型結構性能的因素的控制研究上。傳統(tǒng)的建筑模型的建立和施工控制技術已不能很好地滿足其施工需要。圖 1 CCTV 新臺址主樓BIM( building information modeling) 是以建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎， 進行建筑模型的建立。BIM 施工階段的應用有: 設計效果可視化、 模型效果檢驗、 4D 效果的施工模擬和監(jiān)控。該技術已經(jīng)在世界范圍的工程領域得到廣泛應用， 并不斷發(fā)展， 被

10、中國政府列為 “十二五” 計劃重點攻關項目。BIM 的技術核心是一個由計算機三維7 7 1近幾年來， BIM 技術在美國、 日本、 香港等國家和地區(qū)的建筑工程領域取得了大量的應用成果。國內不少施工企業(yè)也開始思考如何應用 BIM 技術來提升項目管理水平與企業(yè)核心競爭力。很多高端的大型施工企業(yè)、 特級資質企業(yè)本身就很重視信息化建設， 這些企業(yè)對于 BIM 技術應用的需求集中在精細化管理上， BIM 應用的落腳點往往在工程基礎數(shù)據(jù)管理， 如項

11、目的實物量、 單價、 定額與造價管理。在上海中心大廈建設項目中， 在不同階段采用了適當?shù)?BIM 軟件， 從而有助于設計與施工。中建國際在一批重大設計項目中采用了 BIM 技術， 如杭州奧體中心體育場和天津團泊湖網(wǎng)球中心等。銀川火車站改造工程采用基于 BIM 的可視化技術構建空間實體模型， 并在此基礎上完成施工方案的制訂以及效果展示等。2010 年上海世博會德國館項目中成功借助于 Revit， Navisworks 等一系列三維軟件，極

12、大地解決了項目本身空間關系復雜、 三維協(xié)同設計以及管線綜合等難點問題。同時， 通過建筑信息模型的建立， 更好地完善了設計、 施工等多家項目參與方之間的數(shù)據(jù)共享與傳輸， 提升了 BIM 理念在我國典型工程中的應用水平。清華大學張建平等將基于 BIM 的 4D 技術引入到建筑施工期時變結構安全分析中， 為時變分析理論的實際應用提供可行的途徑和方法?？傮w上講， BIM 技術已經(jīng)開始滲入到建筑行業(yè)的各個領域， 但在建筑的施工應用中還有待完善和發(fā)

13、展， 特別是復雜的鋼結構工程。將設計圖紙、 施工管理、 工程造價、 運營管理等。在整個工作流程中有效地整合在一起， 保持信息的完整性， 更好地進行項目管理是當務之急。3 BIM 技術在大型公用建筑施工中的應用BIM 技術在建筑行業(yè)的應用涉及設計、 施工、 預算、 設備管理等， 本文主要闡述該技術在建筑結構施工及管理中的應用， 具體內容如下。3． 1 三維碰撞檢查施工設計人員會對施工前進行管線設計并解決大量的構件碰撞問題。在 2D 圖紙往

14、往不能全面反映個體、 各專業(yè)各系統(tǒng)之間的碰撞可能， 同時由于2D 設計的離散行為不可預見性， 也將使設計人員疏漏掉一些碰撞的問題， 因此可以利用 BIM 的可視化功能進行碰撞檢測， 不但能夠徹底消除硬碰撞、 軟碰撞， 優(yōu)化工程設計， 減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性， 而且優(yōu)化凈空， 優(yōu)化構件排布方案。最后施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的3D 結構方案， 進行施工交底、 施工模擬， 提高施工質量， 同時也提高了與業(yè)主溝通的

15、能力。應用 BIM 技術進行 3D 碰撞檢查應用已經(jīng)比較成熟。國內外都有一些軟件可以實現(xiàn)。像設計階段的 Navisworks，施工階段的魯班虛擬碰撞軟件， 都是應用 BIM 技術， 如圖 5 所示。圖 5 3D 碰撞檢查3． 2 虛擬施工BIM 技術能提供一個協(xié)同各方溝通的平臺在計算機上執(zhí)行建造過程， 虛擬模型可在實際建造之前對工程項目的功能及可建造性等潛在問題進行預測， 包括施工方法試驗、 施工過程模擬及施工方案優(yōu)化等。達到先試后建、

16、 消除設計錯誤、 排除施工過程中的沖突及風險、 對比分析不同施工方案的可行性、實現(xiàn)虛擬環(huán)境下的施工周期確定等目的。這樣通過BIM 技術結合施工方案、 施工模擬和現(xiàn)場視頻監(jiān)測，大大減少建筑質量問題， 安全問題， 減少返工和整改。因此， BIM 為我們展現(xiàn)了 2D 圖紙所不能給予的視覺效果和認知角度， 同時為有效控制施工安排，創(chuàng)造綠色環(huán)保低碳施工等方面提供了有利支持， 某高層虛擬施工如圖 6 所示。圖 6 某高層虛擬施工3． 3 4D 施工