鄭帥帥 雷靜
中國二十冶集團有限公司 上海市 201900
摘要:BIM技術是國際上的一種新型建筑信息技術,根據(jù)建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)建立三維空間實體模型,通過三維模型所具有的真實信息,在建筑施工中對工程進行可視化的指導,是符合我國現(xiàn)代建設的先進技術。文章以某施工工程為例,具體分析BIM技術在山地異形結構施工中的應用。
關鍵詞:BIM技術;山地異性結構;建筑施工
BIM技術通過構建三維空間實體模型,能夠?qū)φ麄€建筑工程進行可視化的指導,實現(xiàn)施工工程資源的合理配置,提升施工工程效率。但由于我國BIM技術應用研究剛剛起步,在具體實際操作和應用上存在一些問題,因此,需要有關人員對其進行進一步的研究,文章通過分析其在山地異型結構施工中的應用,對BIM在結構施工中的應用進行研究。
一、BIM技術概述
BIM技術是指建筑信息模型技術,是建筑設計信息化的體現(xiàn),實現(xiàn)了對建筑工程各種信息化數(shù)據(jù)的傳遞,充分分析了建筑結構模型中各個構件之間存在的邏輯關系,是現(xiàn)代化建筑施工必備的一種信息技術。在具體的建筑工程中對BIM技術的應用表現(xiàn)為:施工初期對材料、工程屬性、建筑構造等信息的評估;施工階段對數(shù)據(jù)庫的設計、施工設備的管理、施工成本的核算等;施工后期對建筑生命周期的數(shù)據(jù)評估等。BIM技術的主要原理是三維立體設計以及數(shù)據(jù)化管理。這種技術具備大型的數(shù)據(jù)庫信息,是基于CAD技術對建筑工程的數(shù)字化描述,能夠?qū)ㄖこ淌┕きh(huán)節(jié)的各個信息進行存儲,對建筑周期的運行數(shù)據(jù)進行管理,從而實現(xiàn)建筑工程數(shù)據(jù)信息的精細化、全面化處理應用。
二、山地異性結構工程建筑施工概況及施工難點
(一)山地異性結構工程建筑施工概況
該山地異性結構工程建筑處于山脊線的山坳中,在建筑工程的西邊存在一個水庫。建筑工程的主要結構為鋼筋混凝土框架剪力墻結構,基礎形式為獨立基礎,一些區(qū)域的建筑基礎是人工挖孔灌注樁。在具體施工中結合依山的特點,并結合地形形成等高線狀的跌落式建筑群體。該建筑圍繞山脊來組織和設計建筑群體,從山頂?shù)缴降锥冀Y合建筑形體進行空間設計
(二)山地異性結構工程建筑施工難點
第一,山地建筑施工。工程在山坡上,建筑通常無規(guī)律,具體施工需要根據(jù)山形結構來對建筑的內(nèi)部空間進行設計和安排。另外,建筑的空間層次存在多重交叉性矛盾,受地形的起伏影響,工程施工在排水、管線布置以及防水方面存在難度。第二,異型結構施工。山地異形結構使施工工程功能較為復雜,造型設計也頗為奇特,建筑的總體設計沒有呈現(xiàn)一個平面形狀。在施工中需要一些異型混凝土石頭,這些石頭主要應用在斜墻和斜柱上,這種傾斜的角度是無規(guī)律可循的,由此加大了施工的難度。第四,工期緊張。該地區(qū)屬于山地地形,在施工時間上歷時較久,一般需要耗費一年多的時間,且需要從上往下的分層次施工,工程功能復雜、所需要的施工工序繁多。
三、BIM技術在山地異型結構施工工程中的應用
(一)三維實體建模
基于工程本身造型的獨特以及功能的復雜,傳統(tǒng)的二維圖紙很難滿足現(xiàn)場施工,同時,由于施工本身的復雜性,需要不同專業(yè)單位之間的配合,因此,為了解決這些困難,需要構建一個較為直觀的建筑模型。第一,BIM技術能夠利用三維空間模型來構建直觀的建筑模型。三維建筑實體模型的構建以一種數(shù)據(jù)庫的形式存在,體現(xiàn)了所有施工項目所需要的數(shù)據(jù),能夠?qū)こ塘窟M行統(tǒng)計,也能夠?qū)嶓w幾何參數(shù)和空間位置等參數(shù)進行提取和修改,對施工施工的進行具有重要的輔助作用。第二,三維實體模型的構建能夠?qū)ㄖ嫾某叽邕M行控制,從而對工程局部構件的參數(shù)進行控制,實現(xiàn)工程的優(yōu)化設計,提升了工作效率。第三,三維模型能夠協(xié)助施工方施工,具體表現(xiàn)為對工程設計結果的實時模擬和預演,從而讓施工方清晰的看到工程建筑的每一處角落及工程細節(jié),在一定程度上減少了返工,節(jié)約了成本。
(二)可視化施工
可視化施工能夠幫助建筑施工方有效的對工程設計進行模擬,從而直觀化、形象化的展現(xiàn)施工的具體情況,便于有關人員對施工的及時指導。三維虛擬漫游的設置能夠?qū)κ┕ろ椖窟M行完整的展示,從而提升工程指導工作的實時性和及時性。
(三)異形結構施工
BIM技術中的三維坐標能夠?qū)⒔ㄖD紙上21個石頭形狀窗洞的位置以石頭形狀的形式進行標識,并在軟件的應用基礎上構建三維模型,利用三維模型對石頭的形狀變化、窗洞口留的位置、斜墻、斜柱等一些復雜區(qū)域的三維坐標進行測量和計算,之后根據(jù)這些測量計算對施工工程進行有效控制。三維坐標的應用實現(xiàn)了平面化的空間結構測量,降低了測控難度。利用計算機軟件能夠?qū)崿F(xiàn)和其他測控方法的結合利用,繼而將平面化的空間結構測量轉化為立體結構的空間測量。同時,在施工時能夠?qū)D紙進行隨意切割,并實現(xiàn)在任何角度以及任何位置上對圖紙的自動生產(chǎn),從而隨時對施工現(xiàn)場進行掌控,便于有關人員對工程科學化、序化管理。
(四)現(xiàn)場整合
由于山地異型結構的復雜,在具體的施工中遇到了很多難點,比如施工的工序、現(xiàn)狀施工情況的控制、機械設備的使用以及材料的獲取等。這些問題對施工工程產(chǎn)生了消極影響,BIM技術能夠充分調(diào)動物理、幾何等信息,并利用各種三維模型的構建來實現(xiàn)對信息的優(yōu)化整合。利用該技術對施工工程的整合主要體現(xiàn)在以下幾個方面:第一,對施工現(xiàn)場的指導。用過技術對模型的建立能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場進行及時有效的指導;第二,對施工現(xiàn)場的跟蹤。該技術能夠集合全球定位系統(tǒng)、激光掃描、移動通訊等技術來對施工現(xiàn)場進行跟蹤;第三,對施工人員的施工工作進行指導。
(五)4D的施工模擬
BIM技術能夠在施工工程結束后反推出每十天的施工進展,并利用軟件來進行施工計劃的設計,并在融入時間信息的同時建立利于施工模擬的4D模型,從而對施工工程全過程進行預演,及時發(fā)現(xiàn)和解決施工問題。另外,在施工現(xiàn)場可以利用BIM技術安裝攝像頭,對攝像記錄下的施工工程以照片的形式進行播放,從而形成完整的施工圖像,加強對工程的動態(tài)監(jiān)督。
總結:
BIM技術在山地異性結構施工的應用對工程的順利完成具有重要的現(xiàn)實意義,能夠加強對施工全過程的指導,提升施工效率,節(jié)約施工成本。但現(xiàn)階段我國BIM技術的應用存在一些局限性因素,比如BIM技術僅局限于建筑、結構專業(yè),沒有對其強大的功能進行充分應用,同時也僅僅局限在施工設計階段,沒有對建筑生命周期進行集成化的管理。因此,需要有關人員不斷加強對其在山地異型結構施工中應用的研究。
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作者簡介:
第一作者:鄭帥帥(1989-10-02)男 山西石樓縣人 民族:漢 職稱:助理工程師 學歷:大學本科 研究方向:工程管理;
第二作者:雷靜(1988-08-14)女 山西柳林縣人 民族:漢 職稱:助理工程師 學歷:碩士研究生 研究方向:環(huán)境工程。