2023年BIM论文0201已改.doc

BIM技术在常州文化广场二期工程中的应用 林 芳1，周燕峰2 (1、江苏城乡建设职业学院，江苏 常州 213000； 2、，江苏 常州 213000） [] 常州市文化广场二期工程，作为我公司推行BIM技术的试点工程，从BIM团队建设、BIM工作流程等五大环节为切入点，进一步具体分析常州市文化广场二期工程是如何将BIM技术进行应用。不仅积累了BIM技术在此类大型公共建筑工程上的应用经验，同时也为公司转型升级培养了一批BIM技术人才。 [关键词] 深化设计；公共建筑；BIM技术 现阶段，随着互联网的普及度日益提高，各行各业都以飞快的速度进入到大数据时代。相关数据显示：就数据的需求和使用规模而言，建筑业首当其冲，数据已经成为建筑业各个阶段、不同工程有序开展的必要条件之一，与此同时，受限于时间、品牌等因素的影响，不同工程的数据也不尽相同，因此，掌控数据也具有一定难度，但是数据和信息往往很大程度上决定着最终的管理水平。而BIM技术的运用，对于建筑行业的大数据管理意义深远，为其进一步开展带来了积极影响。 常州市文化广场二期工程为常州市重点工程，同时也是我公司推行BIM技术的试点工程。公司也刚好借此时机，大胆突破，将鲁班企业级BIM平台引入并加以运用。依托公司技术中心，应用各专业BIM软件建立了混凝土结构、钢筋、钢结构、地下室机电、组合铝合金模板信息模型，另一方面，创立了公司BIM工程管理体系，以此分析BIM技术为工程的实际开展带来的积极影响。 1 工程概况 常州市文化广场二期工程处于常州市天宁区，其北面为市民广场，往东一直到晋陵北路，往南那么到锦绣路，西至惠国路，北边那么以龙城大道为界。该工程包括地上建筑大约14万m2和地下建筑约20万m2，总面积约34万m2，地上建筑高度米，其中地上10层，地下2层。地上共6个拱形单体，拱的形状相同但方向不同，构建成江南石拱桥的建筑形象。本工程是聚集了图书馆（10#）、美术馆（9#）、书城（8#）、酒店（7#）、培训中心（5#6#）等多种文化及生活功能的大型综合体工程。建筑效果图如图1所示。 图1 建筑效果图 该工程在结构形式方面主要为型钢混凝土核芯筒+外悬挑钢框架组合结构，核芯筒内钢骨主要通过钢板剪力墙、箱型等不同局部构成，第一层地下室结构高，第二层高8.18m，地上那么总共10层，高度主要集中在4.8m、5.4m ，总用钢量约2.4万吨。整体结构概况如图2所示。 图2 结构概况图 2 工程重难点与采用BIM技术的原因 2.1 工程重难点： 1、城市重点公建工程，社会关注度高； 本工程被列为2023年常州市重点社会事业工程，投入的人力、物力、财力和机械设备数量巨大。该工程属于大型综合体范畴，在开工之初就定下其最低目标是江苏省“扬子杯〞优质工程，而且要尽力实现赢取“鲁班奖〞。 2、工程体量大，工期紧，任务重； 本工程体量大（建筑面积约34万m2，钢结构2.4万吨）、工期紧（总工期636日历天，钢结构工期285日历天），每个单体钢结构最大悬挑长度大40米，安装难度大。施工各个环节都存在较多变量，所以要采取适当的措施将设计变更带来的负面影响将至最小，包括经济和时间方面的损失。 3、参建单位多、多专业交叉施工，协调起来较为困难。 本工程除了施工总承包方外，还有预应力、钢结构、机电安装、幕墙等专业分包，对工程的施工组织及技术保障要求高。 2.2 采用BIM技术的原因 1、该工程属于常州重点工程工程之一，甲方也做出要求需要将BIM技术运用到工程之中； 2、提高工程精细化管理水平。现阶段， 2D技术较为普遍，但是工程实体属于三维立体范畴的问题，所以大局部问题无法在工程开前预料到无法发现，造成很大的工期和资源的浪费。 3、借此大型综合体工程，加快公司BIM团队建设和企业级大数据平台建设，为企业转型开展助力。 3 BIM实施筹划 本工程实施初期，公司技术中心、鲁班BIM驻场参谋、工程部三方人员针对本工程重、难点进行剖析，结合 BIM 技术的特点，从管理和应用两方面进行了工作筹划，编制了常州市文化广场二期工程BIM实施方案，明确了应用目标、BIM团队架构、BIM 建模标准及各项工作流程。 3.1 应用目标 1、施工前期，通过搭建BIM模型，排查图纸问题。 2、使用BIM模型，然后碰撞检查，处理专业内及专业出现的碰撞问题。 3、施工过程中，使用BIM模型完成三维交底，然后用对难度较大的施工部位进行模拟。 4、从企业级层面开始建立专门的平台和专业队伍管理BIM数据，培养BIM专业人才。 BIM团队架构 使用BIM技术提升企业价值过程中，专业队伍的建设和人才的培养扮演着至关重要的角色，大多数时候起着决定性作用。 本工程成立了由公司总工程师任BIM技术总监、公司技术中心经理任BIM技术负责人，鲁班BIM参谋过程指导的工程BIM 团队，同时为企业级BIM团队建设打根底，如图 3 所示。公司技术中心负责信息模型的创立，下设土建、机电、钢结构3个建模小组；模型的应用那么由工程部主要管理人员全权负责。 图3 BIM团队架构图 3.3 BIM建模标准及工作流程 1、BIM建模标准：本工程建模工作量十分庞大，必须团队分工合作，为了保证模型能顺利整合，建模工作开始前各专业进行图纸学审并统一建模规那么建立标准模板文件，利用鲁班专业建模软件创立各专业BIM模型并通过Luban BIM Works软件进行模型整合，建模标准例如见图4。 2、BIM应用流程：通过整合之后的模型传入企业BIM平台，实现资源共享，然后设置权限，在此根底上企业不同岗位的所有员工都可以在客户端的作用下远程获取模型信息，为管理决策提提供相应的支持，最大程度发挥BIM模型的作用。 3、BIM模型质量控制流程：为保证BIM技术应用效果，模型的准确性至关重要。本工程BIM模型设置了模型自查、校对、审核三级审核机制，流程见图4所示，有效的保证了模型的精度及准确性。 a 钢筋建模规那么 b专业协同规那么 c 质量控制流程图 图4 BIM工作流程 4 BIM技术的应用 4.1 施工BIM模型创立 企业只有在完成施工BIM模型创立的背景下，才具备利用在工程管理中使用BIM技术的根底。传统的二维施工图通过创立各专业BIM模型并进行整合，能快速清晰的查找各构件的信息及位置关系，然后分析模型，最终将BIM技术应用在施工中。 该工程综合使用了鲁班土建、Xsteel等专业软件，按照不同专业、不同分单体创立模型，针对性的创立了相应的土建模型、钢筋模型、机电模型、钢结构模型。各专业模型如图5所示。 4.2 钢结构BIM应用 4.2.1 钢结构BIM模型深化 此工程的所有单体核芯筒都属于型钢混凝土组合结构体系，这也直接决定了该工程的施工难度大。其中难度较大的是如何完成钢筋与型钢的穿孔和连接，梁柱节点钢筋加密区那么尤为困难。本工程在角柱部位还设置了 a 土建整合模型 b钢筋模型 c 钢结构单体模型 d 机电模型 图5 各专业BIM模型 竖向预应力套管，使得节点区钢筋、型钢、钢套管三者之间碰撞矛盾更为突出。 团队成员基于Xsteel软件对所有型钢混凝土节点进行建模模拟，通过三维可视化及时发现钢筋、钢骨、预应力筋套管三者之间的构造碰撞问题，依据组合结构设计标准JGJ138-2023及型钢混凝土结构施工钢筋排布规那么与构造详图12SG904-1对剪力墙、连梁、柱钢筋进行了二次深化排布。在该工程中，钢筋与型钢的连接原那么有： （1）、钢柱间钢筋净长大于9米，与钢柱翼缘连接采用两端套筒； （2）、钢柱间钢筋净长小于9米，与钢柱翼缘连接采用一端套筒，一端连接板； （3）、钢筋遇H型钢梁、H型钢柱腹板，采用腹板开孔； （4）、箍筋遇型钢，采用穿孔或弯折避让； 本次深化设计在Xsteel软件中赋予了构件关于截面、材质、焊缝、重量等相关信息，通过转化成IFC格式文件上传至鲁班BIM平台后为每一个构件生成独有的，以为媒介查询相关构件的信息和跟踪每一个构件的实时情况，对钢结构吊装和进度管理创造了实用价值。如图6所示。 4.2.2 三维可视化交底并辅助出图 传统的现场施工技术交底是工程管理人员基于2D施工图给施工班组进行讲解，碰到复杂工程复杂节点难免发生误解对方意图的情况，导致施工错误返工。 图6 节点模型及构件信息 本工程中，BIM团队成员利用BIM模型生成了每个节点的钢筋排布图，在排布图中用圆圈数字标识出纵横两方向钢筋的上下层关系，并标注了竖向钢筋间距，如图7所示。在现场交底时利用3D模型并结合钢筋排布图向施工人员进行交底，使复杂的节点清晰立体地呈现出来，把钢筋排布、钢筋绑扎等细节信息完全呈现在工人眼前，有效的防止过程中的返工及材料浪费现象。 图7 钢筋排布与连接 4.3 土建BIM应用 4.3.1 图纸问题梳理 传统的图纸会审基于二维设计蓝图，发现问题的多少依赖于专业工程师的经验和专业能力，这种传统方式的最大弱势是无法将各个专业的图纸进行叠加，因而无法将多专业信息进行整合。通过二维设计蓝图创立三维BIM模型，在建模过程中不仅能发现构件碰撞问题，还能通过鲁班云检查，发现设计不合理或者不符合标准的地方。本工程土建模型建模完成后，共发现错误2634个。 如图8所示。 4.3.2 组合铝合金模板模拟预拼装 新兴组合铝合金模板体系在建筑行业具有良好的开展前景，目前铝合金模板在高层住宅工程上应用较多，但在大型公共建筑工程上应用较少。本工程5#、10#楼结构层高为均为4.8米，每层 图8 图纸问题检查 结构布置及构件尺寸相同，两栋楼竖向构件采用组合铝合金模板，水平构件采用木模板施工。在铝模板配模设计中使用BIM技术，然后利用SolidWorks软件创立核芯筒结构模型及铝模板预拼装模型，通过模型发现如下两问题并提出解决方案： （1）、墙身上的对拉螺杆与剪力墙分布筋碰撞，适当调整剪力墙分布筋间距，避开对拉螺杆； （2）、顶部K板对拉螺栓与钢梁腹板碰撞，钢梁腹板开长圆孔。 发挥BIM建模的作用完成模拟预拼装，提前找到潜在问题的应对措施，防止时间和本钱的浪费。如图9所示。 a 剪力墙模型 b竖向构件配模 图9 铝合金模板模拟预拼装 4.4 机电BIM应用 4.4.1 管线设计 机电工程往往有很多的设备与管线，要处理好这些管线之间的空间关系难度较大，施工也十分不易。在此背景下，使用 BIM技术就成为较好的选择，进一步对机电工程展开设计，分析工程实际情况，然后完成管线布置。 工程开展初期，机电BIM工程师就可以开始着手进行BIM模型构建，兼顾每个专业和工程进度要求等信息，按规定进行碰撞检查，在此根底上完成碰撞审核报告制定。然后按照审核报告，可以进一步优化设计，最终得到全面系统的管线综合设计方案。然后处理好机电管线、施工工序，预防工序冲突，杜绝返工等负面问题出现。针对文化广场二期工程地下室，面积大、管线复杂等特点，应用BIM技术在工程开工前预先对机电图纸建模，如图10所示。 图10 地下室给排水模型 4.4.2 多专业协调 对于工程进展度来说，不同专业分包之间的组织协调程度发挥着决定性作用。现阶段，因为施工现场、专业协调、技术差异等方面的影响，导致暖通、给排水等不同专业的协调度较低，这导致一些硬碰撞等负面问题应运而生。详细来看，在机电工程中，碰撞有：第一，不同管道间发生的碰撞。第二，桥架与管道间的碰撞