BIM技术在复杂结构施工中的应用图片丰富

作为中国建筑股份有限公司的骨干成员企业集团，中国建筑第七工程局有限公司（以下简称“中建七局”）历来重视科技工作，以“支撑发展、引领未来”为中心，通过“科技研发和科技服务”两大体系，实现绿色七局、智能七局和建筑工业化。近年来，随着BIM技术在建筑领域应用的不断深入，中建七局也将BIM工作纳入科技工作范畴，并在一些重大工程中得以成功应用。BIM工作推行前，必须要明确一点，即信息化建设是BIM+项目管理的密切结合，BIM只有与项目管理结合才能更好的服务于项目，服务于企业的整体运行。为此，中建七局将BIM目标定位于实现建设项目全生命周期信息化的精细管控，为实现这一目标，BIM团队建设、制度建设和软硬件建设成为BIM实施的重点。针对BIM实施的重点任务，中建七局强化了BIM技术对企业发展重要性的认识；明确目标，促进BIM技术服务生产经营，通过服务工程应用、服务科研项目，加快BIM技术研究与推广，并进行人才培养；通过以学促产、以产带学、产学联动的培养模式，推进BIM试点先行、样板引路、以点带面展开，并在中建海峡、华东公司及四公司进行BIM培训；强化团队建设，分层次、分专业组建BIM团队，组建了局BIM工作站，其职能定位为BIM技术研发、技术服务、标准化工作，四大业务板块为建筑、结构、桥梁、暖通，要形成三大职能综合业务能力，即三维建模、施工模拟、管线碰撞检查。在软硬件建设方面，购置了服务器、图形工作站，集中采购了相应的软件产品。经过对BIM的深入研究及推行，BIM技术在中建七局逐渐进入应用阶段，在福州奥体中心、周口广播电视塔项目中均得到了成功应用。

BIM技术在福州奥体中心的应用

福州海峡奥林匹克体育中心是第八届全国城市运动会的主赛场，“一场三馆”(主体育场、游泳馆、综合体育馆、网球馆)，为特级大型体育场馆，总投资约30亿元，是福建省规模最大的体育中心（见图1）。图1 奥体中心夜景效果该项目有三大突出难点，一是“无”——钢罩棚网架结构“无主次”杆件之分，是目前国内唯一且独特的罩棚钢结构；二是“弯”——网架结构的弯扭，单片及单管的弯扭为结构“第一弯”，每个吊装单元网架安装时均呈现附加弯矩，为“第二弯”；三是“多”——铸钢节点多、相贯线多、网格单元多、整体卸载点多、使用设备多、节点支腿多。针对工程特点和难点分布，BIM技术在仿真施工模拟、模型漫游、碰撞检查、构件信息查询、复杂节点优化、技术交底等方面得到充分应用。仿真施工模拟。福州奥体中心工程工期紧，交叉施工优化难，临时管网布置难，塔吊选点难，通过建立BIM模型进行4D仿真施工模拟，可以更准确有序地安排施工进度计划，有效控制各作业区的工序搭接（见图2，3）。

图2 4D模模拟施工图3 虚拟施工工模型漫游。在传传统施工中是是无法展示视视点效果的，也也不能直观评评估设备布局局，无法感受受建筑布置，评评估标示牌效效果难，通过过模型漫游，这这些问题都迎迎难而解。在在视点效果展展示方面，如如图4所示，该处处为贵宾室，传传统方法无法法模拟房间视视野范围及视视点处可视度度，通过模型型漫游可直观观且全面地评评估任意位置置景观可视度度，从而为项项目的整体评评估提供全面面、科学的依依据。在直观观评估设备布布局环节，如如图5所示，该处处为设备间，传传统方法无法法模拟设备空空间布局，通通过模型漫游游可直观较全全面地评估机机房设备空间间布局。在建建筑布置环节节，传统方式式无法进行空空间布局体验验感受，而模模型漫游则可可以对公共设设施进行漫游游，带给用户户很强的体验验。对标示、广广告位置进行行漫游体验，能能提高交付的的准确性。图4 贵宾室视视点效果展示示图5 设备间设设备布局展示示

碰撞检查。传统统施工中的碰碰撞问题，只只能通过各专专业协调依次次进行，人工工参与程度高高，需要多次次反复协调，对对人员的专业业技能要求也也高。而基于于BIM模型的的碰撞检查，可可以分组、分分专业构建建建筑、结构、机机电等BIMM模型，实现现各专业模型型整合，生成成碰撞冲突检检测报告，根根据结果修改改模型等。基于BIM技术术的设备管线线协调方案，可可以有效提高高不同专业间间的协作水平平，减少设计计过程中的失失误。与传统统方法相比提提高了工作效效率，但在检检查碰撞时计计算机有时会会把设备之间间的连接误判判为碰撞，由由于计算机本本身还无法判判断碰撞真假假，还需要人人为对报告进进行审核，进进而得出修改改意见。解决决此问题需要要进一步研究究如何细化建建筑中的碰撞撞类型，增加加碰撞的判断断条件，提高高计算机处理理问题的智能能水平。构件信息查询。福福州奥体中心心工程信息分分散，共享性性差，二维图图纸信息读取取难，信息更更新周期慢。通通过模型+信息的方式式，把项目相相关信息融入入模型中，通通过naviisworkks转存为dwff、dwg等施工工现场通用格格式，加强信信息集中度，便便于现场随时时、随地高效效的调用信息息，为现场施施工指导、编编制材料进度度计划、工程程算量以及后后期运营维护护提供支持，最最大程度支撑撑了项目生产产经营。复杂节点优化。福福州奥体中心心工程中有大大量柱截面为为圆形的“YY”形柱，钢钢筋密集振捣捣难，且斜柱柱插筋空间不足。通通过建立模型型+虚拟施工的的方法，找到到三种解决方方案：一是将将柱截面改为为矩形；二是是增大部分钢钢筋型号，将将普通混凝土土改为自密实实混凝土；三三是优化钢筋筋布置位置。组组织现场经验验丰富的工人人和技术人员员对三种方案案进行分析，最最后在方案一一、二的基础础上实行方案案三。针对方方案三进行深深化设计，最最终形成图66所示设计方方案。

图6 方案三三的深化设计计技术交底。技术术交底既是对对图纸的审核核和检查，又又是学习和熟熟悉操作规程程的过程，但但由于语言描描述抽象、沟沟通机制以及及双方理解能能力的差异，技技术交底也存存在难点。模模型+虚拟施工工的方式，通通过三维可视视化模型，可可实现交流、建建筑信息的无无损传递；视视频交底能有有效控制信息息衰减。工程量统计。BBIM的应用用便于信息集集成，可高效效、快捷提取取，实现关联联性模型修改改工程量变动动。BIM技术在周周口广播电视视塔的应用周口广播电视多多功能发射塔塔占地54..6亩，建筑筑面积84116平方米，建建筑高度2886.57米米，是国内首首座采用双曲曲抛物面造型型的全钢全螺螺栓连接的空空间桁架结构构电视塔（见见图7），建成后为为河南省省辖辖市广播电视视发射塔第一一高，仅次于于河南省广播播电视发射塔塔。该塔塔台台为方形，塔塔楼为圆形，符符合中国传统统的“天圆地方”学说，体现现道家天人合合一思想。图7 周口广播播电视塔在确定该工程采采用BIM技术之之后，成立了了由中建七局局工作站、分分公司BIMM工作室、项项目BIM小组组组成的BIMM应用团队，着着手进行建模模范围、建模模标准、文件件管理工作，随随后土建专业业、结构专业业、暖通专业业、给排水专专业、电气专专业根据标高高划分区域，进进行模型整合合优化、碰撞撞检查和仿真真施工模拟。钢结构制作。外外塔立柱、法法兰盘连接及及复杂节点均均采用了三维维模型。该工工程外塔立柱柱造型独特，整整体呈“蛮腰”状，柱肢由下下至上双向弯弯曲，多角度度、多截面，保保证弯曲弧度度的准确率是是制作过程中中的重点和难难点。利用TTeklaStruccturess软件进行三三维建模，对对结构进行二二次深化设计计，在塔体建建模过程中进进一步确定各各构件的尺寸寸及弯曲弧度度等，并利用用软件功能对对准确率进行行了验证。钢钢结构设计采采用法兰盘制制作连接（见见图8），法兰盘盘的精度直接接影响现场安安装的质量、进进度和整体工工程的质量，利利用TekllaStrructurres软件进进行三维建模模，对结构进进行二次深化化设计，利用用软件功能直直接生成钢构构件的零部件件图及组装图图纸、平面定定位及立面安安装等安装图图纸，以指导导钢结构制作作及现场安装装。结构造型型决定构件连连接的复杂性性，结构节点点复杂，应力力集中，建模模时确定构件件尺寸，发现现并解决构件件间相碰、打打架、安装死死角、尺寸错错误等问题。该该软件允许多多个用户对同同一模型同时时完成细部设设计、零构件件图纸的产生生及编辑等操操作，解决构构件采用多角角度、多空间间的相互连接接形式和构造造的复杂性。

图8 法兰盘盘连接的三维维模型空间测量定位。组组合件巨大，构构件超高空、悬悬空安装就位位、连接，组组合及安装难难度大；所有有构件连接采采用法兰连接接，现场安装装精度要求高高。按照TeeklaSStructtures模模型中的构件件中心及测量量控制线方向向外缘的空间间定位坐标，作作为结构安装装构件定位测测量的依据（见见图9）。在构件件安装过程中中，利用全站站仪进行测量量控制及调整整，使构件安安装符合设计计、规范及定定位要求。图9 空间测量量定位的三维维模型在塔楼外装饰、结结构变形影响响因素分析中中分别应用了了仿真施工模模拟、仿真分分析影响因素素，同时成功功应用了基于于BIM模型的的碰撞检查、工工程量计算等等。BIM技术在该该工程的应用用，解决了钢钢结构加工制制作的深化、专专业之间碰撞撞检查及管线线综合设计、施施工方案模拟拟验证、复杂杂节点验算演演示等多项问问题，提高了了工程质量和和效率，降低低了成本，减减少浪费，产产生间接经济济效益35万元。通通过此次实践践，创建了中中建七局项目目应用BIMM技术的工作作流程与各专专业协作模式式，探索出一一套符合公司司项目的BIIM模型建模模规则、建模模模式。对于于项目中BIIM应用的关关键环节、需需要分析的内内容及数据进进行了深入探探索，确定了了目前技术条条件下基于BBIM技术项项目实施的方方法和步骤。同同时公司BIIM团队得到到了实践和锻锻炼，提升了了目前主流BBIM工具和和分析工具的的应用水平，为为后续类似项项目的应用打打下了基础。同同时也发现了了一些问题，需需要更进一步步明确专业间间协作的流程程、细化团队队成员职责、深深化项目各阶阶段的BIMM模型深度及及需要达成的的目标；目前前使用的BIIM软件在项项目实践中还还不能完全满满足项目需求求，尤其是细细节方面功能能不够完善，在在期待工具成成熟的同时，也也需要我们进进一步探索。BIM技术作为为建筑