基于BIM技術(shù)的某高層施工設(shè)計(jì)方案

1、-. z.基于BIM技術(shù)的*高層施工組織設(shè)計(jì)土木工程學(xué)院 2012級(jí)土木工程專業(yè)3班 朱榮軍 舒浩指導(dǎo)教師 何夕平【摘要】 伴隨著B(niǎo)IM理念在建筑行業(yè)內(nèi)不斷地被認(rèn)知和認(rèn)可，其作用也在建筑領(lǐng)域內(nèi)日益顯現(xiàn)，作為建立工程生命周期中至關(guān)重要的施工階段，BIM的運(yùn)用將為施工企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生更為重要的影響。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)*高層進(jìn)展施工組織設(shè)計(jì)。首先運(yùn)用Autodesk Revit和廣聯(lián)達(dá)土建建模軟件建立三維實(shí)體模型，再運(yùn)用廣聯(lián)達(dá)BIM施工現(xiàn)場(chǎng)布置軟件進(jìn)展三維場(chǎng)地布置，然后運(yùn)用Office project和廣聯(lián)達(dá)夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)方案編制系統(tǒng)編制進(jìn)度方案，再通過(guò)廣聯(lián)達(dá)BIM5D軟件將建立的三維實(shí)體模型、

2、三維場(chǎng)地模型和進(jìn)度方案進(jìn)展關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)4D施工模擬，最后通過(guò)廣聯(lián)達(dá)BIM模板腳手架設(shè)計(jì)和廣聯(lián)達(dá)施工平安設(shè)施計(jì)算軟件編制模板腳手架專項(xiàng)施工方案?！娟P(guān)鍵詞】 BIM技術(shù) 三維建模 三維場(chǎng)布 進(jìn)度方案 施工模擬 模板腳手架Abstract: Acpanied by the BIM concept in the construction industry constantly by the cognition and the approval, its role was also in the field of construction appears day by day, as the constr

3、uction stage of construction project life cycle is very important, the use of BIM will production of construction enterprises have a more important influence. This design mainly uses the BIM technology to carry on the construction organization design to some high level. First use Autodesk Revit and

4、the Civil glodonsoftware modeling three-dimensional solid model isestablished, and then use the Glodon BIM construction site layout software for 3D site layout, and then use the office project and glodon Menglong network plan system plan, again through the analysis BIM5Dsoftware will establish three

5、-dimensional solid model and 3D model of a site and schedule Association, 4D construction simulation is realized, finally software template special scaffold construction scheme glodon BIM formwork and scaffold design and Guanglianda construction safety facilities through calculation.Keywords:BIM 3D

6、modeling Layout of construction work Schedule Planning Construction simulationFormwork scaffold緒論BIM是建筑信息模型Building information modeling的縮寫(xiě)，它是以三維數(shù)字為根底，建立工程的整個(gè)壽命周期為主線，將建立工程的可行性研究、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、施工、竣工移交、運(yùn)營(yíng)等各個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)起來(lái)，集合成建立工程整個(gè)壽命期的相關(guān)信息的數(shù)據(jù)模型。近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開(kāi)展，BIM技術(shù)日趨成熟，但目前為止，我國(guó)的BIM技術(shù)主要用于施工設(shè)計(jì)階段，但隨著B(niǎo)IM技術(shù)的推

7、廣和應(yīng)用，使得建立工程設(shè)計(jì)圖更加具體、直觀，設(shè)計(jì)圖紙具有了生命，BIM技術(shù)在施工領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的開(kāi)展前景。1、BIM技術(shù)在招投標(biāo)中的應(yīng)用現(xiàn)階段招投標(biāo)文件的制作主要以紙質(zhì)文檔為主，Word、E*cel等Microsoft的各類軟件編制的電子文檔為輔，招標(biāo)人及評(píng)標(biāo)專家面對(duì)浩瀚的紙質(zhì)投標(biāo)文件，不得不憑借自己多年的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)歷從中挑選適宜的中標(biāo)候選人，而采用BIM技術(shù)建模的3D投標(biāo)文件，從擬建建立工程的各到工序以3D直觀地展示，4D方案演示和虛擬建造，提高了招標(biāo)人和評(píng)標(biāo)專家對(duì)投標(biāo)文件的承受程度，具 體、形象地展示了投標(biāo)單位的實(shí)力。參加競(jìng)標(biāo)的單位參照招標(biāo)單位提供的工程量清單，完善擬建建立工程的建筑信息

8、模型，動(dòng)態(tài)、直觀地把握擬將進(jìn)展建造的工程情況，科學(xué)、策略地調(diào)整自身單位的投標(biāo)報(bào)價(jià)。2、BIM技術(shù)在施工中對(duì)施工設(shè)計(jì)的進(jìn)一步深化在施工設(shè)計(jì)圖中，標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制構(gòu)件常以參數(shù)化的形式表現(xiàn)出來(lái)，但構(gòu)件的配筋及與其它構(gòu)件的聯(lián)接型式往往存在幾種不同的方式，如按照施工中常用的做法，現(xiàn)場(chǎng)常先做樣板進(jìn)展比照、確定，則費(fèi)工費(fèi)時(shí)，但通過(guò)BIM技術(shù)，對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的不同配筋型式及與其它構(gòu)件的不同聯(lián)接方式進(jìn)展建模，并確定相關(guān)的聯(lián)接方式及參數(shù)，視施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用，可大大提高了施工生產(chǎn)效率。3、采用BIM技術(shù)對(duì)施工過(guò)程中各種管線及各構(gòu)件鋼筋搭接的碰撞檢測(cè)建筑工程施工中，水、暖、電、智能化、通信等各種管線錯(cuò)綜復(fù)雜，各預(yù)制構(gòu)件搭

9、接處鋼筋密集交織，如在施工中發(fā)現(xiàn)各種管線、預(yù)制構(gòu)件搭接發(fā)生碰撞將給施工現(xiàn)場(chǎng)的各種管線施工、預(yù)埋和現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制構(gòu)件的吊裝、制安帶來(lái)極大的困難。因此，在施工前，采用BIM技術(shù)建模，虛擬各種施工條件下的管線布設(shè)、預(yù)制聯(lián)接件吊裝的模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的碰撞和沖突，盡早預(yù)知施工過(guò)程中可能存在的碰撞和沖突，利于顯著減少設(shè)計(jì)變更，大大提高施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率。4、采用BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度的模擬控制和更新目前，我國(guó)的施工進(jìn)度管理主要是采用P6、Microsoft project等工程管理軟件對(duì)施工進(jìn)度方案進(jìn)展管理，進(jìn)度管理模式僅停留在二維平面上，對(duì)于標(biāo)段多、工序復(fù)雜的建立工程，對(duì)施工進(jìn)度的管理難以到達(dá)全面、統(tǒng)

10、籌、精細(xì)化，采用BIM技術(shù)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的三維激光掃描和高像素?cái)?shù)數(shù)碼相機(jī)的全景掃描，將施工現(xiàn)場(chǎng)的空間信息和時(shí)間信息集合在一個(gè)可視的3D或4D的建筑模型中，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度進(jìn)展形象、具體、直觀的模擬，便于合理、科學(xué)地制定施工進(jìn)度方案，直觀、準(zhǔn)確地掌握施工進(jìn)度，對(duì)不同施工標(biāo)段之間的溝通和協(xié)調(diào)有一個(gè)統(tǒng)一的管理和全盤(pán)的控制，利于縮短工期，降低施工本錢。當(dāng)然，隨著工程信息的開(kāi)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用不限于以上所述，3D的建筑模型逐步開(kāi)展成4D乃至5D建筑模型，雖然目前BIM技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段，大局部用于建模的軟件處于研究或試用階段，并且建模對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求較高，但相信不久的將來(lái)，BIM技術(shù)將成為提高建筑施工

11、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力的有力工具。工程概況本工程為*高層住宅樓。住宅樓構(gòu)造形式為剪力墻構(gòu)造，根底形式為閥板根底，地下一層，地上十一層，機(jī)房一層。地下一層及架空層為儲(chǔ)藏室，其余為住宅用房。本樓高度為34.42m含室內(nèi)外高差0.56m。地下一層2.89m，一層2.52m，以上均為2.9?？傞L(zhǎng)度39.80m，總寬度為13.70m，高寬比為2.51m，長(zhǎng)寬比為2.90.3。總建筑面積為6526平方米，其中地下建筑面積608平方米，地上局部為5918平方米。標(biāo)準(zhǔn)層面積為504平方米，機(jī)房層面積47平方米。三維建模三維實(shí)體模型可由Autodesk Revit和GMT軟件建立，以下以Revit建模為例

12、。操作步驟：新建工程繪制軸網(wǎng)繪制標(biāo)高繪制墻繪制樓板繪制門窗繪制樓梯放置構(gòu)件布置房間復(fù)制構(gòu)件到其他樓層放置構(gòu)造柱繪制梁繪制屋頂繪制根底場(chǎng)地布置繪制室外坡道、散水繪制道路等。以下以局部構(gòu)件為例：局部墻體的屬性、定位、實(shí)體模型局部屋面的屬性、定位、實(shí)體模型三維實(shí)體模型三維場(chǎng)地布置布置包括三個(gè)階段：根底階段、主體階段和裝飾階段，每個(gè)階段都需要對(duì)生活區(qū)和施工區(qū)進(jìn)展布置。1根底階段施工區(qū)布置：根底、加工區(qū)、堆場(chǎng)、道路、綠化、廁所、攪拌站、配電房和消防設(shè)施等。生活區(qū)布置：宿舍、辦公室、廁所、沐浴間、廚房、籃球場(chǎng)、垃圾站、停車場(chǎng)和配電房等。2主體階段施工區(qū)布置：擬建建筑物、外腳手架、塔吊、施工電梯、加工區(qū)、綠

13、化、道路和配電房等。主體階段生活區(qū)布置同根底階段生活區(qū)布置。3裝飾階段施工區(qū)需要布置：擬建建筑物、外腳手架、施工電梯、加工區(qū)、綠化、道路和配電房等。裝飾階段生活區(qū)布置同根底階段生活區(qū)布置。進(jìn)度方案編制進(jìn)度方案主要由Office project和廣聯(lián)達(dá)夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)方案編制系統(tǒng)編制。編制步驟：1、確定工作土方大開(kāi)挖、根底墊層、筏板根底、N層施工包括墻柱鋼筋、墻柱梁板模板、梁板鋼筋、墻柱梁板混凝土；其中N層包括地下一層到機(jī)房層共14層、屋面工程、砌筑工程、安裝工程、裝飾裝修工程等。2、確定各工作持續(xù)時(shí)間3、確定施工組織方式筏板根底采用整體施工，地下一層至機(jī)房層采用兩段流水施工。4、繪制橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖以下

14、是通過(guò)Office project編制的局部橫道圖以下是通過(guò)廣聯(lián)達(dá)夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)方案編制系統(tǒng)編制的局部網(wǎng)絡(luò)圖方案工期：389天其中根底工程施工105天，主體工程施工150天，裝飾裝修工程140天，水電管道安裝隨土建施工穿插進(jìn)展。施工模擬1、導(dǎo)入數(shù)據(jù)并整合將建立的三維實(shí)體模型和場(chǎng)地模型導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)BIM5D中進(jìn)展定位整合。/導(dǎo)入三維實(shí)體模型導(dǎo)入三維場(chǎng)地模型 模型定位整合2、劃分流水段地下一層至機(jī)房層采用兩段流水施工，在廣聯(lián)達(dá)BIM5D中將三維實(shí)體模型劃分為兩個(gè)流水段。3、導(dǎo)入進(jìn)度方案并關(guān)聯(lián)模型將編制的進(jìn)度方案導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)BIM5D中，并于三維實(shí)體模型進(jìn)展關(guān)聯(lián)。4、4D施工模擬設(shè)置好視口屬性、顯示設(shè)置、模擬

15、方案等即可進(jìn)展施工模擬動(dòng)畫(huà)。七 基于BIM技術(shù)的模板腳手架專項(xiàng)施工方案該局部?jī)?nèi)容主要包括：利用廣聯(lián)達(dá)BIM模板腳手架軟件進(jìn)展設(shè)計(jì)，利用廣聯(lián)達(dá)施工平安設(shè)施計(jì)算軟件進(jìn)展模板腳手架的平安計(jì)算，模板腳手架的手工計(jì)算，軟件計(jì)算與手工計(jì)算比照分析。1利用廣聯(lián)達(dá)BIM模板腳手架軟件進(jìn)展設(shè)計(jì)1.1腳手架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟：建立GCL模型導(dǎo)入GCL模型確定布置參數(shù)外架設(shè)計(jì)輪廓布置生成腳手架腳手架設(shè)計(jì)模型如下：1.2模板設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟：GCL建模導(dǎo)入GCL模型確定布置參數(shù)內(nèi)架設(shè)計(jì)整層布置生成模板模板設(shè)計(jì)模型如下：2利用廣聯(lián)達(dá)施工平安設(shè)施計(jì)算軟件進(jìn)展模板腳手架的平安計(jì)算2.1腳手架計(jì)算計(jì)算步驟：模板選擇確定根本參數(shù)選擇連墻

16、件確定荷載參數(shù)成果輸出計(jì)算輸出：本軟件輸出有快速試算、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工方案、危險(xiǎn)判斷、設(shè)計(jì)圖紙、應(yīng)急預(yù)案、材料統(tǒng)計(jì)、評(píng)估優(yōu)化。設(shè)計(jì)計(jì)算中包括腳手架計(jì)算書(shū)，本軟件腳手架計(jì)算書(shū)另詳。2.2模板計(jì)算計(jì)算步驟：模板選擇確定根本參數(shù)確定荷載參數(shù)選擇材料參數(shù)成果輸出計(jì)算輸出：本軟件輸出有快速試算、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工方案、危險(xiǎn)判斷、設(shè)計(jì)圖紙、應(yīng)急預(yù)案、材料統(tǒng)計(jì)、評(píng)估優(yōu)化。設(shè)計(jì)計(jì)算中包括模板計(jì)算書(shū)，本軟件模板計(jì)算書(shū)另詳。3模板腳手架的手工計(jì)算本畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了外腳手架、墻模板、板模板和梁模板的手工計(jì)算書(shū)，下面以腳手架計(jì)算為例，模板計(jì)算另詳。3.1腳手架設(shè)計(jì)1計(jì)算參數(shù)搭設(shè)高度：H=37m，立桿橫距:lb=1050mm

17、,外伸：a=200mm，立桿縱距：la=1500mm 步距：h=1500mm,連墻件按兩步三跨布置，施工層數(shù)為兩層。腳手架的鋼管選用483.5mm無(wú)縫鋼管2大橫桿計(jì)算按三跨連續(xù)梁計(jì)算 靜荷載的計(jì)算值 q1=0.088kN/m 活荷載的計(jì)算值 q2=1.470kN/m強(qiáng)度驗(yàn)算：=Mma*/W=80.118 N/mm2f=205N/mm2 滿足要求靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.083kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.050kN/m擾度驗(yàn)算：Vma*=0.677q1l4/100EI+0.990q2l4/100EI=2.209mmminlb/150，10=7mm 滿足要求3小橫桿計(jì)算按簡(jiǎn)支梁計(jì)算強(qiáng)度驗(yàn)算：=Mm

18、a*/W=162.402N/mm2f=205N/mm2滿足要求 擾度驗(yàn)算：V= 5ql4/384EI + pl(3l2-4l2/9)/72EI =2.783mm minla/150，10=10mm 滿足要求4立桿計(jì)算不考慮風(fēng)荷載不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值：N=11.948KN 立桿整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：A=4.24cm2 查表 = N/ A=11948/0.274424=102.844N/mm2f=205N/mm2 滿足要求5連墻件計(jì)算 本腳手架連墻件布置為：豎向間距3.0m兩步，橫向間距4.5m三跨，連墻件選用483.5mm無(wú)縫鋼管。 N = Nw + No=1.4* wk*Aw + N

19、o=1.40.39813.5+3.0=10.522KN其中：Nw為風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值，No為連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力設(shè)計(jì)值，對(duì)雙排腳手架No=3KN mm2f=215N/mm2 滿足要求(6) 地基承載力計(jì)算P= N/A=11.507/0.18 =63.923KPf= Kfk=112KP 滿足要求其中：N為壓力設(shè)計(jì)值，A為立桿底部墊板面積，K為調(diào)整系數(shù)，fk為地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值。剪刀撐：根據(jù)構(gòu)造要求，每隔三跨布置剪刀撐，剪刀撐按三步四跨布置。 3.2模板設(shè)計(jì) 本畢業(yè)設(shè)計(jì)為剪力墻構(gòu)造，只需要計(jì)算墻、梁、板模板，計(jì)算書(shū)另詳。4件計(jì)算與手工計(jì)算比照分析以腳手架小橫桿和梁側(cè)面板為例，其他局部另詳。4.1大橫桿比照分析：大橫桿抗彎驗(yàn)算擾度驗(yàn)算彎矩KNm強(qiáng)度N/mm3擾度mm軟件計(jì)算0.983193.5162.245手工計(jì)算0.825162.4022.783比照分析：誤差主要是荷載計(jì)算和公式計(jì)算誤差，還有就是機(jī)算簡(jiǎn)支梁考慮150mm的懸臂端，而手算無(wú)懸臂端。4.2梁側(cè)面板比照分析：面板驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算擾度驗(yàn)算荷載KN/m彎矩KNm強(qiáng)度N/mm2荷載KN/m擾度mm)軟件計(jì)算18.1080.2329.658120.189手工計(jì)算18.1080.0913.773120.151比照分析：比照分析知梁側(cè)面板驗(yàn)算的誤差主要是機(jī)算跨度的不一致導(dǎo)致，機(jī)算跨度是按照a=(H-h