设计施工阶段BIM技术虚拟施工应用探究.doc

设计施工阶段BIM技术虚拟施工应用探究 　　【摘 要】传统设计施工计划按图施工，按横道图进行计划安排，无法预见实际施工过程中的问题，导致资源、资金的浪费。BIM技术在设计施工阶段的应用能大大改善了传统施工技术。本文以成都JRC项目为例，介绍基于BIM技术的地下层内支撑施工模拟，总结归纳出其优点，并对其应用前景进行展望。 【关键字】传统施工计划；BIM；虚拟施工；设计施工阶段 前言 建筑业作为第二产业，在我国产业结构中具有重要地位。在城镇化进程中，第二产业所占比例必然增大，而传统施工是严格按照“照图施工”的原则进行。通过横道图、直方图进行工期的调整、资源的优化，不能直观清晰地表达施工进度与各目标的相关性，更不能动态地进行资源分配和施工场地布置[1]。同时，在现阶段的建筑施工中，通常在施工甚至后续阶段才发现设计阶段的错误，造成资源的浪费。因此，优化施工方案和加强建筑活动各参与方的协同和交流变得至关重要。而BIM技术的出现，能很好地解决这个问题。 1.BIM技术介绍 1.1 BIM概念 BIM（Building Information Modeling）建筑信息模型是当前建筑业信息化过程的驱动者。其思想起源于20世纪70年代.在BIM handbook中，将其技术作为建筑领域最先进的技术之一[2]。BIM是以三维数字技术为基础，对建筑物理和功能特征的数字式表达，并集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型[3]。 1.2 BIM在设计施工阶段的应用 BIM技术在全寿命周期中，主要应用分为四个阶段：设计阶段――投资/采购阶段――建造阶段――运营阶段。根据工作流程，设计施工阶段可以划分：第一，以建筑师为主，结构、给排水、电气、暖通工程师与之协调配合，进行建筑的空间造型和外观设计；第二，各专业协同合作，进行方案细化，完成明确的技术方案；第三，在第二阶段的基础上进行详细设计，完善设计施工方案；第四，在前三个阶段基础上进行虚拟施工，进一步深入优化施工方案，并用于实际施工过程。 首先，BIM技术的发展为设计工作带来了巨大的变化：一、传统的CAD二维设计将完全转化成以信息为载体的三维设计平台。在CAD等二维设计中，平、立、剖三面是需要单独绘制，图纸出现错误和三种图纸对应不上是不可避免的。在BIM软件中绘制时，会自动生成剖面图纸，避免了此问题；二、在BIM设计中，强调协同设计，将项目全寿命周期考虑其中。传统设计单一地考虑建筑的外形结构布局，凭借着工程师的大脑空间思维进行图纸的绘制。而BIM的出现，使得各方建筑师协同合作。在设计阶段，除了传统工作，还能进行设计方案论证、设计建模、能量分析、结构分析、设备分析、日照分析、LEED评价等。其包含的信息为工程项目后期的运营管理工作提供了基础，从而使信息得到顺利传递，减少了交互过程中信息的丢失。 其次，BIM技术较传统施工在施工阶段可以用于以下几点[4]，[5]： （1）建筑可视化展示；设计师根据2D施工图纸，利用BIM软件构建3D建筑模型，业主和施工方均可直观地审查设计方案，检查可操作性，发现设计中存在的问题并及时解决。 （2）碰撞检测和虚拟施工；将创建的BIM模型通过IFC或者.rvt文件导入专业的碰撞检测虚拟施工软件中进行分析，并对整个项目施工过程进行分析模拟。4D（加上时间维度）甚至5D（时间加成本维度）的虚拟施工，能有效地协调各方工作，减少建筑安全问题，同时减少工程的返工，节约资源。 （3）三维动画展示；运用3D Max等软件对已建好的BIM模型进行色彩渲染，可提高模型渲染的精度，给业主更为直观的宣传介绍。 2.案例介绍 2.1 项目背景 JRC项目工程位于成都市高新区，由两栋塔楼和大底盘地下室组成无裙房；总建筑面积为167895.00m2，其中地下建筑面积为26791m2 ，地上建筑面积为141104m2。本工程地下共3层，负三层层高4m，负二层层高4m，负一层层高5.5m。地下室负三层结构底标高为-15.050m，负二层结构底标高-11.050m，负一层结构底标高-7.050m。基坑支护采用排桩+预应力锚索、放坡+排桩+预应力锚索、排桩+混凝土内支撑等支护形式。根据基坑支护设计与地下室施工图，本工程基坑支护需拆除基坑支护结构的第二道-9m水平支撑、第一道-4m水平支撑。 2.2 基坑内支撑拆除过程模拟 2.2.1 内支撑拆除模拟操作过程 根据业主提供的图纸，建筑、结构专业人员用Revit系列软件建立BIM三维模型，根据场地实际情况，提出了先两边后中间的拆除顺序；同时通过软件的模拟，确定了-9.000m和-4.000m水平支撑梁的拆除过程： 1）-9.000m水平支撑梁拆除模拟