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《BIM技术在水利工程设计中的应用》以一座小水闸为例详细介绍了水利工程设计中如何在Autodesk Revit中搭建水工建筑物三维模型。包括建族、扭坡、配筋、标高和轴网、在项目中装配构件、三维地形的创建、创建图纸、在项目中配筋、创建配筋图纸等水利工程设计绘图常用的工作。在书后附有水闸、溢洪道、土石坝、引水建筑物、跌水与陡坡、泵站、重力坝、拱坝、隧洞、渡槽、倒虹吸、橡胶坝、翻板坝、低压管道等14种常见水工建筑物的三维模型和在模型基础上生成的图纸供读者参考。
《BIM技术在水利工程设计中的应用》可作为水利工程设计人员学习BIM的培训教材,也可作为高等学校水利类相关专业的教学参考书。
前言
第一章 认识Autodesk Revit
第二章 看懂工程图纸
第三章 开始建族
第四章 扭坡
第五章 配筋
第六章 标高和轴网
第七章 在项目中装配构件
第八章 三维地形的创建
第九章 创建图纸
第十章 在项目中配筋
第十一章 创建配筋图纸
附录
附录一 水闸
附录二 溢洪道
附录三 土石坝
附录四 引水建筑物
附录五 跌水与陡坡
附录六 泵站
附录七 重力坝
附录八 拱坝
附录九 隧洞
附录十 渡槽
附录十一 倒虹吸
附录十二 橡胶坝
附录十三 翻板坝
附录十四 低压管道
参考文献2100433B
也就是说没有设计成果,那是不能进行施工招标的。
简介:钟祥市水利工程设计院位于国家级旅游城市———湖北省 钟祥市 承天大道东路58号(水利局大楼 八楼)注册资本:213万
1.申请行业资问质时答:企业和人员业绩须包括“水利枢纽”工程和本行业其他7个设计类型中的2个设计类型。2.申请水文设施专业资质甲、乙,内出注主要专业技术人员满足此表现外,其他条件应该分别满足工程设计专...
BIM技术在水利工程设计施工运维中的应用
本文从BIM(建筑信息化模型)技术的应用优势入手,探索了BIM技术在水利工程中的应用意义,并阐述了BIM技术在水利工程设计施工运维中的具体应用,分析了建筑企业对BIM技术应用的认识误区,提出了BIM技术在水利工程中应用的保障措施。
BIM技术在水利工程设计咨询项目中的应用
介绍了BIM技术在水利工程中的应用,阐述了利用轮廓放样的方法快速创建水工建筑物模型,实现一座小型涵闸建模的过程,并适当讨论了模型信息的表达方法,以水利工程建筑物咨询项目为突破口,推动BIM设计在水利工程行业的应用。为推广三维信息模型技术在中小型企业中的应用提供借鉴经验。
总结BIM在深化设计、施工组织、碰撞检查这三大应用中的优势,准确地定位BIM的应用,使得BIM在工程建设中得到充分表达。
深化设计
深化设计是指在工程实施过程中对招标图纸或原施工图的补充与完善,使之成为可以现场实施的施工图。深化设计具有工作复杂,涉及专业众多,需满足各专业技术和规范,了解材料及设备的知识的特点。所以深化设计的工作极其繁琐,特别是在大型复杂的建筑工程项目设计中,设备管线由于系统繁多、布局复杂,常常出现管线之间或管线与结构构件之间发生碰撞的情况,给施工带来麻烦,影响建筑室内净高,造成返工或浪费,甚至存在安全隐患。
另外在建筑的相关行业中,由于缺乏跨行业的相关标准规范,设计到制造过程中的数据链条断裂,导致行业的协同困难效率低下,严重影响了行业的工业化进程。例如,幕墙行业与传统制造业相比,幕墙板块的定制化程度更高,不仅体现在各个项目的设计不同,甚至有时在一个项目中的幕墙面板也各不相同,需要灵活、快速的按需生产。同时随着新材料、新技术的出现以及人类对建筑外观的不断追求,使得幕墙的尺寸越来越大,形状也日益复杂,随之而来的便是现场安装的困难。如果交货顺序和安装过程管理不善,混淆幕墙板块的安装位置,就可能造成工期延误和资源的浪费。
为了避免上述情况的发生,传统的施工流程中通过深化设计时的二维管线综合设计来协调各专业的管线布置,但它只是将各专业的平面管线布置图进行简单的叠加,按照一定的原则确定各种系统管线的相对位置,进而确定各管线的原则性标高,再针对关键部位绘制局部的剖面图。由于传统的二维管线综合设计存在以上不足,采用BIM技术进行三维管线综合设计方式就成为针对大型复杂建筑管线布置问题的优选解决方案。
BIM技术在深化设计中的优势:
传统深化设计过程中系统参数复核计算是拿着二维平面图在算,平面图与实际安装好的系统几乎都有较大的差别,导致计算结果不准确。偏大则会造成建设费用和能源的浪费,偏小则会造成系统不能正常工作。对于大型复杂的工程项目,采用BIM技术进行深化设计有着明显的优势。BIM模型是对整个建筑的全尺寸、全信息的三维模型,建模的过程可发现大量隐藏在设计中的问题,同时也是一次全面的“三维校审”过程。所以与传统2D深化设计对比,BIM技术在深化设计中的优势主要体现在以下几个方面:
1、三维可视化、精确定位
采用三维可视化的BIM技术却可以使工程完工后的状貌在施工前就呈现出来,表达上直观清楚。模型均按真实尺度建模,而传统表达予以省略的部分(如管道保温层等)均得以展现,从而将一些看上去没问题,而实际上却存在的深层次问题暴露出来。传统的平面设计成果为一张张的平面图,并不直观,平面图纸与三维模型实时对应三维模型与实物对照。
2、碰撞检测、合理布局
传统的二维图纸往往不能全面反映个体、各专业个系统之间的碰撞可能,同时由于二维设计的离散型为不可预见性,也将使设计人员疏漏掉一些管线碰撞的问题。而利用BIM技术可以在管线综合平衡设计时,利用其碰撞检测的功能,将碰撞点尽早的反馈给设计人员,与业主、顾问进行及时的协调沟通,在深化设计阶段尽量减少现场的管线碰撞和返工现象。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞冲突,显著减少由此产生的变更申请单,更大大提高了施工现场的生产效率,降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。
3、设备参数复核计算
在机电系统安装过程中,由于管线综合平衡设计,以及精装修调整会将部分管线的行进路线进行调整,由此增加或减少了部分管线的长度和弯头数量,这就会对原有的系统参数产生影响。现在运用BIM技术后,当您绘制好机电系统的模型,接下来只需点击几下鼠标就可以让BIM软件自动完成复杂的计算工作。模型如有变化,计算结果也会关联更新,从而为设备参数的选型提供正确的依据。
施工组织
借住BIM数据库中的数据具有可计量的特点,大量相关的工程信息可为工程提供数据后台,将成为施工管理巨大支撑。具体的讲,运用BIM技术,能使工程结构信息、成本数据、进度数据、合同信息、产品数据、报告信息等紧密地联系起来。施工各个步骤变得具体、清晰,施工步骤间的关系变得直观、明了。进而人力、资金、材料、机械和施工方法这五要素能够被安排得科学、合理,使工程活动得以实现有组织、有计划、有秩序的施工,使得工程项目质量好、进度快、成本低。具体的,BIM施工组织中的运用体现在以下几个方面:
一、现场布置优化
随着建筑业的发展,对项目的组织协调要求越来越高。这体现在施工现场作业面大,各个分区施工存在高低差;现场复杂多变,容易造成现场平面布置不断变化;项目周边环境的复杂往往会带来场地狭小、基坑深度大、周边建筑物距离近、绿色施工和安全文明施工要求高等问题。BIM技术为平面布置工作提供一个很好的平台,在创建好工程场地模型与建筑模型后,通过创建相应的设备、资源模型进行现场布置模拟。同时还可以将工程周边及现场的实际环境以数据信息的方式挂接到模型中,建立三维的现场场地平面布置,并通过参照工程进度计划,可以形象直观地模拟各个阶段的现场情况,灵活地进行现场平面布置,实现现场平面布置合理、高效。
二、进度优化
建筑工程项目进度管理在项目管理的重要组成部分,而进度优化是进度控制的关键……BIM对工程的模型的建立达到构建级别,所以BIM技术可实现进度计划与工程构件的动态链接。这样可通过甘特图、施工模拟等多种形式直观表达进度计划和施工过程,形象直观、动态模拟施工阶段过程和重要环节施工工艺,将多种施工及工艺方案的可实施性进行比较,为最终方案优选决策提供支持。为工程项目的施工方、监理方与业主等不同参与方直观了解工程项目情况提供便捷的工具。
基于BIM技术对施工进度可实现精确计划、跟踪和控制,动态地分配各种施工资源和场地,实时跟踪工程项目的实际进度,并通过计划进度与实际进度进行比较,及时分析偏差对工期的影响程度以及产生的原因,采取有效措施,实现对项目进度的控制,保证项目能按时竣工。
三、工作面管理
在施工现场,不同专业在同一区域、同一楼层交叉施工的情况是正常现象,对于一些大型工程和超高层建筑项目,由于分包单位众多、专业间频繁交叉施工,不同专业之间的协同、资源合理分配、工作过程的衔接显得尤为重要。
碰撞检测
根据美国建筑行业研究院2007颁布的美国国家BIM标准,建筑业的无效工作(浪费)高达57%。BIM就是解决建筑业资源浪费,建立建筑业低碳经济时代的有效方法。美国斯坦福大学在总结BIM技术价值时发现,使用BIM技术可以消除40%的预算外变更,通过及早发现和解决冲突可降低10%合同价格。碰撞检查则是利用BIM技术消除变更与返工的一项主要工作。
工程中实体相交定义为碰撞,实体间的距离小于设定公差,影响施工或不能满足特定要求也定义为碰撞,为区别二者分别命名为硬碰撞和间隙碰撞。
硬碰撞:实体在空间上存在交集。这种碰撞类型在设计阶段极为常见,发生在结构梁、空调管道和给排水管道三者之间。
间隙碰撞:实体与实体在空间上并不存在交集,但两者之间的距离d比设定的公差T小时即被认定为碰撞。该类型碰撞检测主要出于安全、施工便利等方面的考虑,相同专业间有最小间距要求,不同专业之间也需设定的最小间距要求,同时还需检查管道设备是否遮挡墙上安装的插座、开关等。
碰撞检查流程主要工作分为以下五个阶段:
第一阶段:土建、安装各个专业模型提交;
第二阶段:模型审核并修改;模型审核并修改;
第三阶段:系统后台自动碰撞检查并输出结果,撰写并提供碰撞检查报告;
第四阶段:根据碰撞报告修改优化模型;
第五阶段:重复以上工作,直到无碰撞为止。
对于大型复杂的工程项目,采用BIM技术进行碰撞检查有着明显的优势及意义。在此过程中可发现大量隐藏在设计中的问题,这些都是在传统的单专业校审过程中很难被发现。所以与传统2D管线综合对比,三维管线综合设计的优势具体体现在:
1、三维渲染的动画视频,给人以真实感和直接的视觉冲击。在投标阶段能给业主更为直观的宣传介绍,大大提升中标几率。
2、BIM最直观的特点在于三维可视化,在将所有专业管线放在同一模型中时,可全面检测管线之间、管线与土建之间的所有碰撞问题,进而反馈给各专业工程师进行调整,既能优化工程设计,减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工整改的可能性,也能优化净空,优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案,进行施工交底,提高施工质量。
3、三维的BIM模型可浏览、可漫游,管线关系一目了然。全方位的三维模型可在任意位置剖切大样及轴测大样图,观察并调整该处管线的标高,以多种角度进行直观展现。
4、BIM模型对管线标高进行全面精确的定位,通过旋转视图直观反映楼层净高的分布状态,轻松发现影响净高的瓶颈位置,从而优化设计,优化管路走向。
5、由于BIM模型已集成了各类管线的信息数据,因此可以准确快速计算工程量,并对设备管线进行精确的列表统计,从而提升施工预算的精度与效率,大大降低由于人工统计工程量而出现的潜在错误。
由此可见,BIM技术进行三维的管线综合设计的优势是非常巨大的,有了BIM这样一个信息交流平台,可以使业主、管理公司、施工单位、施工班组等众多单位在同一个平台上实现数据共享,使沟通更为便捷、协作更为紧密、管理更为有效。
本文分析了钢结构桥梁工程项目管理的问题出发,发现钢结构桥梁工程在深化设计、信息传递以及现场管理方面存在问题。
1钢结构桥梁工程面临的问题
(1)钢结构桥梁工程的制造工艺和连接节点复杂,深化设计出现误差概率大。钢结构深化设计是指依据桥梁设计和结构设计施工图绘制用于加工和安装施工的图纸资料,保证业主方、承包方、设计方以及分包商的设计思想的一致性,使得钢结构构件的制造变得简易和具操作性。深化设计人员需要把每个构件的详细信息在图纸上表达,包括材质、截面、数量、重量、形状、主次零件相对位置、开孔位置以及焊缝位置等,以求图纸简单易懂。
深化设计的主要步骤是:根据结构设计施工图进行放样,以确定钢构件之间是否有碰撞;若在放样中发现碰撞、节点施工难以实现等问题,应与设计院及甲方沟通,对设计进行调整;确定结束后进行图纸的绘制,一般顺序是柱、梁、支撑、系杆、檩条、围护以及其他钢构件。
钢结构深化设计中,放样的工作量是巨大的。目前,许多使用AutoCAD进行放样,工作效率低,劳动强度大。而且,对于比较复杂的空间曲线和曲面,使用Auto-CAD难以完成任务,必须借助于先进的三维软件方可实施。而在深化设计的过程中或者完成后遇到设计变更时,深化设计人员需要校对大量的信息,以确定修改的部位,再进行重复的步骤,大大增加了工作量。除此以外,钢结构的连接节点复杂,节点的零件较多,单凭二维AutoCAD软件以及设计师的空间想象能力,容易导致深化设计的错漏,也不利于材料清单等信息的传递。
(2)钢结构桥梁工程的寿命周期较短,信息传递不够及时。在安装钢结构构件前,项目场地的基础工程必须先完成。钢结构的制造工期与工地的项目进程紧密联系。需要有足够的时间让其可以完成深化设计、制造以及包装运输等工作,否则项目工地上就会出现停工等延误工期的情况。
通常钢结构企业生产的旺季是5~12月份。钢结构制造工厂的产能是固定的,车间的机械也需要定期维修以保证产能。一些工期较紧的项目完成的时间可能只有几个月。由此可见,当市场需求量大于钢结构企业的常规产能时,企业需要通过加班和减少机械的维修以满足需求。这可能导致机械折旧的成本大大提高,而且会降低工人的情绪及工作热情,导致工作效率下降。
因此,钢结构桥梁工程工期和成本的控制与信息传递效率的高低有密切的联系。然而,现今钢结构桥梁工程的信息传递方式还是依赖于二维图纸等文本资料。比如,深化设计的主要依据是设计院的结构施工图纸;技术工人向一线工人进行技术交底时依赖加工图纸。
这使得深化设计人员以及一线工人都需要在脑海里重构钢结构工程的感官认识,同时也花费大量的时间才能开展工作。项目管理人员对材料、质量以及成本的管理依赖于设计阶段和深化设计阶段积累下来的图纸以及报表,这些资料量大而且不容易处理,造成钢结构企业不能及时准备好材料的购置,控制质量以及成本需要做大量重复的工作。在这种情况下,当钢结构工程项目遇到设计变更的时候,项目管理人员需要更多的时间处理需要变更的构件,工作强度也会大幅增加。
(3)现场安装管理不确定因素多,管理效率低,钢结构桥梁工程的构件数量大。钢结构企业根据承包方的工期计划完成钢结构构件的制造并运输至现场进行安装。这与项目的资源管理、技术管理、成本管理有关,同时也受气候条件、施工环境等因素影响。然而这些因素都存在一定的不确定性,遇到特殊天气必须停工或者设计变更时,承包方项目管理人员若不能第一时间掌握施工进度信息以及构件进场的信息,则不能作出及时的调整,最后会导致工程进度的失控。除此以外,为了节省钢结构的运输成本,钢结构的构件每次的运输数量是比较大的,而施工现场通常采用人工的方式采集数据效率低,出错率高。
2钢结构桥梁中实施BIM技术的必要性
BIM在桥梁工程中使用得越来越多,已经成为建筑业最关注的技术和概念之一,也是工程信息化的重要举措。现阶段一些企业正尝试应用BIM,努力发掘BIM的价值。
但由于软件功能还没成熟等问题,建立BIM模型后还需要绘制或者导出CAD图纸供实际工程项目的管理人员使用。这有悖于BIM的理念,也没有起到提高效率的作用。钢结构工程的深化设计、加工制造以及安装等关键步骤之间的联系密切,而且其软件的功能比较成熟,可以作为BIM应用于工程项目生命周期的试点。
另一方面,从上述的研究可以看出,钢结构工程管理的问题主要在工程各项信息的传递效率的问题。而利用BIM技术,复杂的建筑外观以及节点都可以以三维的视觉呈现,深化设计以及制造过程中的巨量信息可以被自动地处理,也有助于解决现场管理的问题。而在钢结构桥梁工程中,通常作为分包商的钢结构企业承担了钢结构工程的深化设计以及构件制造工作,钢结构企业有时也作为承包商承担现场的安装工作。深化设计和构件的制造对钢结构工程来说是非常重要的。钢结构企业要承接桥梁设计以及结构设计的信息以完成这两项工作,而运输和现场安装的工作也要在这两项工作的基础下才能完成,钢结构工程的整体质量和能否实现都依靠准确的深化设计以及高精度的加工制造。因此,钢结构企业应用BIM是作为BIM应用于钢结构工程中的重要驱动方式。
为了进一步落实BIM技术在钢结构工程中的应用,以解决钢结构工程中存在的问题,以下将探讨BIM在钢结构工程项目管理中的应用。
3BIM技术在钢结构桥梁工程中的具体应用
(1)系统,所谓面向对象,即是将桥梁工程中常涉及到的结构部位提取出来,形成固定形式的构件对象。这个在Revit系列软件里就是族的概念。就基于族的概念,下面展开参数化设计在桥梁设计阶段的应用。Revit系列软件里面族的概念既是参数化构件。Revit系列软件由于主要针对建筑结构行业,所以软件的设置跟内置族基本是建筑结构方面的构件。但是族是可以自己制作的,而且国际工程同行中有趋势把族进行免费共享化。
其实在桥梁设计行业里面,早己有桥梁通、桥梁设计师这种参数化设计出图软件,但是可扩展性较差,而且软件之间的互通性较差,只能实现本身软件设置下的图纸输出。该类软件在桥型较为复杂的工程中就无能为力了。在模型的建立时,实现可参数化驱动模型,对后期的方案修改、调整等工作极为有利。这类设计软件在机械行业就有典型的代表,如Solidworks,Pro/Engineer等。
不同构件有各自的数据信息模型。这些构件数据模型通过输入不同的参数,可快速建立这些构件的3D模型用于该桥梁工程。
同时,由于桥梁复杂异型构件多,通用性差,“族”构件缺少,要实现参数化往往需要自己具体构件进行参数化建模。
(2)模型计算。桥梁工程的计算主要包括两大块内容:整体模型计算和局部模型计算。得益于设计阶段的数据模型的建立,做整体计算时可以从桥梁整体数据模型中提取很多有用的数据包括图形等,当然由于桥梁计算的特殊性,整体模型计算时往往要把桥梁结构做一定的简化,当然这个基于现阶段计算理论及计算机能力的基础上的,如果互联性做的足够好的话,模型信息数据传递成功率高,这样也节省了计算模型建立的时间,大大提高效率。当然BIM技术发展最高境界就是一个数据模型里面解决所有计算问题。在Autodesk公司的RevitStructure软件里己经集成计算模块,当然这部分功能有待于完善与强化。局部计算时,则能充分的利用前期的建模成果,例如鄂东长江大桥中钢箱梁的局部分析,此时信息模型的箱梁构件可以直接输出计算软件的所能读取的格式文件,转换形式如图1所示,这样能省去在有限元计算软件里面建模的时间。
图1基于BIM的模型计算模式
在这一阶段我们必须面对的是:当前在桥梁工程相关软件没有统一信息交互标准,导致信息传递交互性差,往往无法实现模型信息数据公用互导,导致计算模型需独自建立。
(3)图纸输出。3D设计能够精确表达复杂造型桥梁的几何特征,相对于传统的CAD平面绘图,3D设计不存在几何表达障碍,对任意复杂的造型均能准确表现。3D将成为高端设计领域的必由之路。
4结语
钢结构作为一种新时代被广泛应用的结构形式,其构件制造过程具有制造业的特点,同时具有效率好、强度高、对环境破坏少等特点,是建筑行业里的热门领域之一。钢结构桥梁工程制造工艺复杂,对信息管理的要求比较高。BIM技术适合在钢结构桥梁项目中的应用,可以看出BIM技术对降低钢结构工程项目的深化设计费用、缩短工期、准确预算工程量等方面有实质性的效果,而且在提高对项目的管控能力、改善安装现场环境、减少项目信息的流失和错误方面有巨大的潜在效益。
参考文献:
[1]何清华,钱丽丽,段运峰,等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究.工程管理学报,2012(1).
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[4]孙卫泉.自锚式悬索桥结构健康监测系统总体设计研宄.四川省土木建筑学会第33届学术年会,2008.
[5]许宏亮,等.西堠门大桥及金塘大桥结构运营监测综合管理系统总体设计.公路,2008.
本文以龙信老年宾馆工程为例,详细介绍了BIM技术在该项目施工中应用的技术路线,为BIM技术在预制装配式混凝土结构施工中的应用提供有益的借鉴。
龙信老年宾馆工程
当前,国内越来越多的施工项目都积极应用BIM技术,尤其是在超大型复杂工程、三边工程、工期紧且成本压力大的现浇钢筋混凝土结构工程中,BIM技术的应用越来越凸显其价值,它能更快消化设计方案,更快发现技术问题,更快理出工程数据,用于生产计划、备料、控制进度等。
但是,BIM技术在预制装配式混凝土结构(PC建筑)中的应用还属尚试验阶段,本文以龙信老年宾馆工程为例,详细介绍PC与BIM的结合。BIM技术在该项目施工中应用的技术路线,为BIM技术在预制装配式混凝土结构施工中的应用提供有益的借鉴。
工程概况
龙信老年宾馆项目位于江苏省海门市南海路与嘉陵江路交汇处(见图1),地理位置优越。主楼4层结构平面以下及裙房1~2层为框架剪力墙现浇结构,主楼4~24层为全预制装配整体式框架剪力墙结构体系,25层及机房层为框架剪力墙现浇结构,房屋总高度为88.6m。总建筑面积约21265.1㎡,其中地上面积18605.6㎡,地下面积2659.5㎡。该项目建成后将成为国内第1个达到建筑高度达到88.6m预制装配式建筑,第1个总体的装配力达到了80%的装配式结构。
图1老年公寓项目BIM模型
对于4~24层全预制装配整体式框架剪力墙结构部分,柱子从4层开始,梁从5层顶开始,楼板从5层顶开始、楼梯从4层开始、阳台栏板、空调板从4层开始到24为PCa化。剪力墙、现浇框架柱外立面采用混凝土预制挂板作为现浇墙柱外模板,从4~24层实施,柱子和梁的接合部采用在柱头部现浇,梁钢筋锚固采用键槽连接。楼板采用半PCa化的叠合楼板,梁采用半PCa化的叠合梁。
BIM技术在预制装配式混凝土结构施工运用中的必要性
1)老年公寓PC项目的难点
老年公寓PC项目专业分包多,包括土建、机电安装(含电气、给排水、消防、弱电、暖通)、装饰等专业,各专业工序交替施工,协调难度大,总承包管理范围广而复杂。如何有效推动总承包管理朝着更精细化、信息化的施工主流模式,是本工程的一大难点。
老年公寓PC项目施工协同难度大,是本工程又一大难点。PC项目的施工比常规传统的建筑需协同的专业和环节更多,施工单位应具备较强的图纸深化能力,PC构件工厂的深化设计要考虑的因素是方方面面,不仅要考虑到给排水、电气、消防、弱电、暖通等相关专业的管线综合优化后的正确预埋,而且还要考虑构件施工时为方便施工而预埋的铁件,如吊装预埋件、楼层临边围护用于与钢管立柱焊接的铁板等。连塔式起重机、施工人货梯等的附墙预埋铁件都要考虑到构件图中具体的位置,任何一个环节的出错和遗漏,都会给现场的吊装和施工带来“毁灭性打击”,所以,PC项目的施工需充分协调构件生产环节和施工环节。
2)BIM技术的特点
BIM技术将常规的二维表达转为三维可视模型,各专业的人员可通过清晰的三维模型正确有效地理解设计的意图,协助各方及时、高效决策;采用BIM的项目,各专业间、各工作成员间都在一个三维协同环境中共同工作,深化设计、修改可以实现联动更新,这种无中介及时的沟通方式,很大程度避免因人为沟通不及时而带来的设计错漏;通过BIM可以模拟真实的建造过程和施工场景,并可通过此过程预先发现可能存在的问题,从而确定合理的施工方案来指导施工。
3)BIM技术与老年公寓PC项目施工的互补性
正是因为BIM技术有协调性、可视化、模拟性等特点,为老年公寓项目各专业图纸的整合、构件图的深化、安装管道的综合排布提供有利的技术支撑,通过BIM技术模拟性,我们甚至可以模拟PC构件吊装施工场景,找到可能存在的问题,并对技术方案进行可视化交底。由于BIM技术特点和PC项目特点有良好的互补性,在老年公寓PC项目中应用BIM技术具备先天优势。
#p#分页标题#e#BIM技术应用内容及技术路线
利用BIM进行各专业间信息的检测
以往的工程项目之所以有那么多的风险,就是因为工程项目各专业信息零碎化,形成一个个的信息孤岛,信息无法整合和共享,各专业缺少一种共同的交互平台,造成信息流失和传递失误。BIM技术的产生有望改变这一局面,建筑施工司空见惯的“错漏碰缺”和“设计变更”所增加的建造成本、社会成本都可以通过BIM技术得到有效的改善。由于建筑、结构和安装之间共享同一模型信息,检查和解决各专业间存在的冲突更加直观和容易。在老年公寓4~25层PC标准层中,通过整合土建+给排水+电气+消防+弱电各专业模型,标准层初步碰撞成果共计83处。每处碰撞点均有三维图形显示、碰撞位置、碰撞管线和设备名称以及对应图纸位置处,如PC预制框梁与消防喷淋管的碰撞如图2所示。
图2PC预制框梁与消防喷淋管的碰撞
通过图2这个活动碰撞信息,在深化该预制框架梁YKL3(1)-1时,就可在具体位置(相对尺寸和标高)标出该预制梁的预留管洞的尺寸,这样深化后生产的预制框架梁运到现场就可吊装成型,而不需要再在预制梁上进行开洞。
可以想象一下,如果一个PC项目存在大量的类似于以上这种碰撞结果,而单纯靠技术人员的空间想象能力去发现这些碰撞结果,势必会造成遗漏,如果在施工时才发现,则需:返工、修改、开洞、延误工期,无端增加成本,其损失不可估量的。BIM技术可以综合建筑、结构、安装各专业间信息进行检测,帮助我们及早发现问题,防患于未然。
基于BIM的造价管理
在成本管理方面,老年公寓项目将相应的施工定额标准以编码的形式定制到BIM模型上,由系统对工程量进行自动算量,可以精确计算出工程成本。工程量的精准计算对于业主、承包商、材料商、工程管理以及建筑造价等都是十分重要的基础性数据,用软件建模计算工程量精准的前提是所建BIM模型的精准,BIM建模精准算出的工程量不仅远比手工计算要精确而且可以自动形成电子文档进行交换共享远程传递和永久存档。精准的工程量计算是老年公寓项目最关键的要素,它是该项目进行造价测算、工程招标、商务谈判、劳务合同签订、进度款支付等一切造价管理活动的基础。
施工企业精细化管理很难实现的根本原因在于海量的工程数据无法快速准确获取以支持资源计划,致使经验主义盛行,造成成本的浪费。老年公寓项目正是由于应用BIM技术而快速获取大量的工程基础数据,为老年公寓项目部制定精确材料计划提供有效的支撑,大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费,为实现该项目限额领料、消耗控制提供技术支撑。
BIM技术能优化管线综合排布
在以上老年公寓中标准层整合土建+给排水+电气+消防+弱电各专业模型而得到的初步碰撞成果,为安装单位的管线综合排布提供了依据。传统的管线综合设计是以二维的形式确定三维的管线关系,技术上存在很多不足,实际施工效果表现不佳,应用鲁班BIM技术后,优势具体体现在以下几个方面:
1)老年公寓项目各专业建模并协调优化,三维模型可在任意位置剖切大样及轴测图,观察并调整该处管线的标高及碰撞情况。走廊位置剖面如图3所示。
图3走廊部位剖面
2)老年公寓管线综合后确定各楼层吊顶高度,配合精装修工作的展开。
3)老年公寓BIM模型管线综合后还可以进行实时漫游、重要节点观察批注等。通过BIMWorks可以实现工程内部漫游检查设计合理性,可根据实际工程的需要,任意设定行走路线,也可用键盘进行操作,实现设备动态碰撞对结构内部设备、管线的查看更加方便直观。
4)老年公寓BIM模型已集成了各种设备管线的信息数据,因此还可以对设备管线进行较为精确的列表统计。
BIM技术在PC构件图纸深化中的应用
应用BIM技术在PC结构专业前期建模中把预留洞口作为重要的工作之一,PC结构不同于传统的现浇钢筋混凝土结构,传统现浇混凝土结构浇筑成型后,对于安装管道穿结构的洞口可根据需要开槽、开洞。但PC构件则不能成型后任意开洞、开槽,PC构件所有预留洞必须在PC构件图中清楚、准确的表现出来,以便PC工厂制作构件的精准,PC构件运至现场后,吊装后即可。如果PC构件吊装成型后,发现预留洞没开,将给施工带来很大的障碍。
所以,PC构件制作的严谨性牵涉到与机电专业的密切配合,各专业技术人员必须根据模型进行安装管线与PC构件预留洞口之间的校核工作,找出问题点,提交设计单位进行修改,出具精确的PC构件图,把施工中可能出现的问题消灭在BIM模型中。
基于BIM的PC构件吊装施工模拟
根据PC吊装方案,制作PC构件吊装施工模拟,在真实施工开始之前优化合理的施工方案,在老年公寓PC项目中,以一个标准层6天的吊装施工循环为重点,施工模拟动画准确地、形象地表达了一个施工标准层的施工工艺流程,该模拟施工动画可作为实际施工的指导,有利于现场技术人员对整个工序有个清楚的把握;另外,也在模拟过程中发现一些问题,有利于在现场施工前对施工方案进行及时的调整;同时,该施工模拟动画也可作为宣传企业文化的一个平台。
本文以老年公寓预制装配式混凝土结构项目为例,首先介绍了老年公寓预制装配式混凝土结构的难点和BIM技术的特点,进而论述了BIM技术和老年公寓预制装配式混凝土结构有良好的互补性,在老年公寓PC项目中应用BIM技术具备先天优势;然后,详细介绍了BIM技术在该项目应用的技术路线,从应用BIM技术进行各专业间信息的检测、基于BIM技术的造价管理、BIM技术优化管线综合排布、BIM技术在PC构件图纸深化中的应用、基于BIM的PC构件吊装施工模拟5大方面进行展开,为同类工程项目应用BIM技术提供了借鉴。