大廈南塔工程BIM綜合應(yīng)用案例

天津恒富大廈南塔工程BIM綜合應(yīng)用中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司1、成果名稱：天津恒富大廈南塔工程BIM綜合應(yīng)用2、參賽單位簡介（1）企業(yè)總體簡介中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司（簡稱中建三局一公司）始建于1952年，是世界500強企業(yè)中國建筑的三級法人單位，具有房屋建筑施工總承包特級資質(zhì)，建筑行業(yè)（建筑工程）設(shè)計甲級資質(zhì)，通過六十余年的發(fā)展，已成長為合約額超過500億元，營業(yè)收入超過200億元的國有大型建筑施工企業(yè)。公司先后獲評全國實施用戶滿意工程先進(jìn)單位、全國最佳施工企業(yè)、全國用戶滿意施工企業(yè)、全國質(zhì)量效益型先進(jìn)施工企業(yè)、全國質(zhì)量管理先進(jìn)企業(yè)、全國守合同重信用企業(yè)、全國文明單位、全國模范職工之家等榮譽稱號。（2）企業(yè)BIM應(yīng)用簡介1）BIM起步公司自2004年起開始關(guān)注BIM在建筑行業(yè)中的巨大影響，投入了大量的資源用于BIM技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用取得了一系列具有科技含量的成果，形成了一整套基于BIM的建筑全生命期管理技術(shù)和工具，應(yīng)用于工程項目，獲得了業(yè)主方以及施工參與方的廣泛認(rèn)可。與此同時，公司各級BIM團(tuán)隊和專業(yè)人才數(shù)量也逐步壯大。2）BIM研究總體情況公司作為發(fā)起單位之一成為中國BIM發(fā)展聯(lián)盟理事單位。參加聯(lián)盟和中建協(xié)的各項推廣和研發(fā)活動，開展大量課題研究，主要包括：參與各類行業(yè)論壇并做報告、承辦建筑主管部門BIM宣講會、參編中建總公司《建筑工程施工BIM應(yīng)用指南》、參編國家住建部信息中心《中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報告（2014）-BIM應(yīng)用與發(fā)展》、參編《BIM應(yīng)用系列叢書》（丁烈云主編）。3）公司BIM知識產(chǎn)權(quán)(注冊軟件)①、基于BIM的機電設(shè)備智能管理系統(tǒng)（簡稱BIM-FIM）。②、基于BIM的（簡稱BIM-FC建筑工廠化（設(shè)計、加工、倉儲）管理系統(tǒng)）。4）BIM獲獎情況中國建筑業(yè)協(xié)會“工程建設(shè)BIM應(yīng)用大賽”獎序號成果名稱獎項名稱獎勵年度1嘉里建設(shè)廣場二期期工程基于BBIM的建筑筑機電智能管管理系統(tǒng)研發(fā)發(fā)與應(yīng)用一等獎20132廣州東塔（周大福福國際金融中中心）項目BBIM系統(tǒng)研研發(fā)與應(yīng)用一等獎20133基于BIM的建筑筑工廠化管理理系統(tǒng)一等獎20134北京浦項中心工程程分包工程施施工管理綜合合應(yīng)用三等獎20135都會.首站總承包包項目BIMM綜合應(yīng)用三等獎20136天津恒富大廈南塔塔工程BIM綜合應(yīng)用二等獎20147深圳阿里巴巴/阿阿里云大廈施施工總承包工工程BIM綜合應(yīng)用二等獎20143、工程項目簡介項目名稱天津富力廣東大廈廈（恒富大廈廈南塔）項目目地理位置天津市濱海新區(qū)響響螺灣商務(wù)區(qū)區(qū)A09地塊建設(shè)單位天津富力濱海投資資有限公司勘察單位天津市勘察院設(shè)計單位華東建筑設(shè)計研究究院有限公司司監(jiān)理單位廣州廣駿工程監(jiān)理理有限公司總包單位中建三局第一建設(shè)設(shè)工程有限責(zé)責(zé)任公司工程性質(zhì)商業(yè)、辦公、酒店店綜合體工程工期2013年5月330日至2017年4月30日天津恒富大廈南塔（富力A09）工程，位于天津市濱海新區(qū)響螺灣商務(wù)區(qū)濱河西路與眾智路交口，占地面積15000㎡，為響螺灣第一主峰。工程總建筑面積為29.7萬m天津恒富大廈南塔（富力A09）工程，位于天津市濱海新區(qū)響螺灣商務(wù)區(qū)濱河西路與眾智路交口，占地面積15000㎡，為響螺灣第一主峰。工程總建筑面積為29.7萬m2。地下4層，地上91層，總建筑高度480m；基坑開挖深度達(dá)-31.6m，為天津市最深基坑，地下室參與半逆施作法。建成后是集五星級酒店、商業(yè)、酒店式公寓及觀光娛樂中心為一體的綜合性建筑。4、BIM團(tuán)隊介紹本項目BIM團(tuán)隊共9人，序號姓名職務(wù)本成果職責(zé)BIM技術(shù)履歷1顏斌分公司總工領(lǐng)導(dǎo)、指導(dǎo)分公司BIM技術(shù)術(shù)推廣總負(fù)責(zé)責(zé)2文江濤分公司副總工領(lǐng)導(dǎo)、指導(dǎo)分公司BIM技術(shù)術(shù)推廣實施3喬龍項目經(jīng)理BIM技術(shù)推廣天津恒富大廈南塔塔項目BIM推廣應(yīng)用。4何曉東項目總工BIM技術(shù)推廣中建三局第一期BBIM學(xué)員，天津津經(jīng)理部BIM技術(shù)推廣負(fù)負(fù)責(zé)人。5胡正歡技術(shù)部門負(fù)責(zé)人模型建立、應(yīng)用中建三局第二期BBIM學(xué)員，BIM競賽全國三三等獎、BIM競賽公司二二等獎6付坦經(jīng)理部技術(shù)經(jīng)理模型建立、應(yīng)用中建三局第二期BBIM學(xué)員，BIM7張爽技術(shù)員模型建立、應(yīng)用分公司BIM技術(shù)術(shù)推廣人，天天津恒富大廈廈南塔項目BIM技術(shù)員。8劉凱技術(shù)員模型建立、應(yīng)用中建三局一公司第第二期BIM學(xué)員，天津津恒富大廈南南塔BIM技術(shù)員。9謝意鋒技術(shù)員模型建立、應(yīng)用中建三局一公司第第二期BIM學(xué)員，天津津恒富大廈南南塔BIM技術(shù)員。5、參賽成果BIM技術(shù)應(yīng)用軟硬件配置項目配置4臺工作站，配置為i7處理器，8G內(nèi)存，1G獨顯，1T硬盤。項目技術(shù)人員及主要管理人員均能熟練應(yīng)用Revit、Navisworks、MagiCAD、3dsMax、Tekla、等BIM軟件；Revit主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)、建筑、機電安裝模型建立、結(jié)構(gòu)節(jié)點深化、鋼筋排布，鋼結(jié)構(gòu)深化、頂模族建立、頂模整體模型建立、頂模爬升規(guī)劃等，但目前國內(nèi)設(shè)計院應(yīng)用Revit做設(shè)計的仍然較少，應(yīng)為未得到普及，故在施工過程中大力推廣應(yīng)用受到約束，另Revit應(yīng)多開發(fā)與力學(xué)計算軟件接口，將模型直接導(dǎo)入軟件中進(jìn)行受力計算，即可進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，又可方便其在施工階段針對施工措施進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計算。Navisworks主要用于施工模擬、動畫可視化交底、動態(tài)5D管理、頂模安裝動畫、頂模及機電安裝碰撞檢查等。MagiCAD主要用于選取產(chǎn)品、二維出圖、預(yù)留洞口處理、IFC輸出、管道水力計算等。3dsMax主要用于模型建立、圖形渲染、可視化交底、動畫模擬等。Tekla主要用于模型建立、節(jié)點深化及數(shù)據(jù)輸出等。6、參賽成果BIM應(yīng)用情況6.1項目采用BIM技術(shù)原因中建三局一公司非常重視BIM人才培養(yǎng)及BIM技術(shù)應(yīng)用，項目作為天津市濱海新區(qū)響螺灣第一高樓，基坑深度深，采用半逆作法。塔樓鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用頂模施工。采用BIM技術(shù)，一方面可通過模型可視化可信息數(shù)字化，提高施工效率，減少施工成本，提升施工質(zhì)量。另一方面可以項目為依托，開發(fā)基于BIM的總承包管理平臺、頂模設(shè)計軟件及其他技術(shù)成果，使BIM技術(shù)能在整個公司更大范圍的推廣使用。6.2BIM應(yīng)用內(nèi)容及解決的工程問題（1）BIM技術(shù)應(yīng)用特點和創(chuàng)新1）圖紙檢查及技術(shù)交底本階段工作包含建筑、結(jié)構(gòu)、機電、鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)的信息模型的建立，在建立模型之前需要根據(jù)數(shù)據(jù)交換要求確定信息模型建立的標(biāo)準(zhǔn)，信息模型建立完成后，對模型進(jìn)行檢查，整理圖紙問題及根據(jù)建立的信息模型編制相應(yīng)的方案及技術(shù)交底。2）施工進(jìn)度模擬分析本階段工作將建立的3D模型與進(jìn)度計劃關(guān)聯(lián)形成4D模型，施工前對施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，在施工過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況對整個進(jìn)度計劃進(jìn)行分析和調(diào)整，保證現(xiàn)場和計劃進(jìn)度相匹配。3）管線綜合碰撞檢查及深化設(shè)計主要工作內(nèi)容有：管線綜合的碰撞檢查、管線及鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計、工作面管理子系統(tǒng)。4）工程量的統(tǒng)計主要工作內(nèi)容有：廣聯(lián)達(dá)算量軟件的使用、廣聯(lián)達(dá)與BIM軟件接口開發(fā)、施工過程中工程量動態(tài)查詢分析。5）施工組織模擬與分析主要工作內(nèi)容有：資源信息模型的建立、4D資源管理、5D成本管理6）數(shù)字化建造主要工作內(nèi)容有：施工過程精細(xì)化模擬、施工信息查詢、3dsMax真實感渲染和動畫輸出。7)竣工模擬交付采用中建三局一公司與清華大學(xué)共同產(chǎn)權(quán)的“基于BIM的機電設(shè)備智能物業(yè)管理系統(tǒng)BIM-FIM”（以下簡稱BIM-FIM系統(tǒng)），通過開發(fā)4D-BIM系統(tǒng)與BIM-FIM系統(tǒng)的共享接口和BIM-FIM系統(tǒng)的使用培訓(xùn)，實現(xiàn)竣工模型的交付。8）維護(hù)維修與應(yīng)急處理采用BIM-FIM系統(tǒng)，依據(jù)構(gòu)件的類型，為構(gòu)件關(guān)聯(lián)維護(hù)計劃、維修方案、備品信息和上下游關(guān)聯(lián)，用于輔助業(yè)主進(jìn)行日常的維護(hù)維修工作，同時為應(yīng)急處理提供決策支持和相應(yīng)的工具。9）基于BIM的信息管理系統(tǒng)在公司原有的信息系統(tǒng)中增加專門的BIM模塊，將建立的預(yù)算模型及施工模型及時上傳，其中施工模型中各構(gòu)件與施工信息（構(gòu)件的施工時間、檢驗批、原材料的合格證、鋼筋原材、直螺紋、混凝土試塊、鋼結(jié)構(gòu)焊縫等試驗資料、設(shè)計變更單、工程洽商單、結(jié)構(gòu)驗收單等資料）相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)公司層面對項目的掌控與管理。并以此為基礎(chǔ)，使整個模型形成一個數(shù)據(jù)庫。既實現(xiàn)了資料的數(shù)字化，更能實現(xiàn)方便的檢索與定位。10）BIM數(shù)據(jù)協(xié)同系統(tǒng)利用云數(shù)據(jù)中心同步共享BIM數(shù)據(jù)。各部門、各崗位按需共享，直接調(diào)用模型及數(shù)據(jù)，提高協(xié)同效率，為決策提供依據(jù)。過程中服務(wù)器積累上傳數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)二次挖掘，方便后續(xù)應(yīng)用。11）基于BIM的總包管理接口的課題研究與清華大學(xué)合作，研究基于BIM的總包管理接口課題研究。設(shè)計監(jiān)理一個總包管理BIM平臺，為各專業(yè)及隊伍提供總包管理BIM結(jié)構(gòu)平臺。12）基于BIM的頂模設(shè)計運用Revit建立3D節(jié)點和構(gòu)件模型，通過確定的構(gòu)件和節(jié)點的模型進(jìn)行組合，模型建立完成后，運用navisworks對進(jìn)行碰撞檢查，對相互沖突的地方重新優(yōu)化設(shè)計。將頂模各標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，為現(xiàn)場實際安裝提供參考。（2）BIM應(yīng)用實施過程1）Revit模型與Navisworks、Project、Visio軟件結(jié)合來進(jìn)行4D進(jìn)度施工模擬，實現(xiàn)進(jìn)度計劃與模型的關(guān)聯(lián)，從而更好的實現(xiàn)進(jìn)度優(yōu)化、工期優(yōu)化的效果。1）Revit模型與Navisworks、Project、Visio軟件結(jié)合來進(jìn)行4D進(jìn)度施工模擬，實現(xiàn)進(jìn)度計劃與模型的關(guān)聯(lián)，從而更好的實現(xiàn)進(jìn)度優(yōu)化、工期優(yōu)化的效果。2）資源投入分析基于BIM模型，對擬投入的人力、材料、機械進(jìn)行反向計算和定量分析，以確保在滿足施工需要的前提下合理配置資源。將BIM模型，結(jié)合進(jìn)度計劃形成各階段的人、材、機的需求信息，優(yōu)化勞務(wù)人員和材料的分配，輔助編制科學(xué)合理的資源投入計劃。3）安全分析結(jié)構(gòu)安全分析結(jié)構(gòu)橫向位移分析4）鋼柱節(jié)點深化設(shè)計牛腿示意圖節(jié)點鋼筋排布多節(jié)點對比鋼柱整體模型圓管柱柱腳節(jié)點模型圓管柱—梁節(jié)點模型5）可視化指導(dǎo)施工、方案對比與交底可視化助于土方開挖、集水坑優(yōu)化、鋼筋翻樣、交底、算量（混凝土）；底板集水坑優(yōu)化：提高了整個項目的閱圖效率和溝通效率，同時明顯降低基坑開挖過程中的錯挖、超挖等情況，減少了返工、換填等補救措施，降低施工成本。6）機電安裝應(yīng)用管道豎向綜合排布管道豎向綜合排布管道水平綜合排布管道水平綜合排布管道排布西部節(jié)點圖管道排布西部節(jié)點圖7）試驗柱工藝模擬對比利用BIM可視化特點，建立方案模型，模擬方案施工過程，找到可能存在的問題，可視化視頻技術(shù)交底。提供試驗柱施工方案的文字資料、視頻、電子圖、藍(lán)圖等，協(xié)調(diào)設(shè)計方、業(yè)主的工作。利用BIM可視化特點，建立方案模型，模擬方案施工過程，找到可能存在的問題，可視化視頻技術(shù)交底。提供試驗柱施工方案的文字資料、視頻、電子圖、藍(lán)圖等，協(xié)調(diào)設(shè)計方、業(yè)主的工作。8）基于BIM的頂模設(shè)計平臺貝雷片連接件3D設(shè)計：運用Rvite建立想象中的3D節(jié)點和構(gòu)件模型，集中討論，確定方案；通過確定的構(gòu)件和節(jié)點的模型進(jìn)行組合，選取符合本項目的特點的最優(yōu)化方案，最后生成二維圖紙。貝雷片的連接柱頭節(jié)點液壓頂升系統(tǒng)掛架系統(tǒng)桁架平臺系統(tǒng)平臺貝雷片連接件3D設(shè)計：運用Rvite建立想象中的3D節(jié)點和構(gòu)件模型，集中討論，確定方案；通過確定的構(gòu)件和節(jié)點的模型進(jìn)行組合，選取符合本項目的特點的最優(yōu)化方案，最后生成二維圖紙。貝雷片的連接柱頭節(jié)點液壓頂升系統(tǒng)掛架系統(tǒng)桁架平臺系統(tǒng)頂模走道板及防護(hù)圖掛架樓樓梯圖頂模整體模型圖頂模掛架局部圖可視化模型解決了施工人員對圖紙理解困難的問題，極大提高了施工效率，減少返工。頂模液壓頂升系統(tǒng)圖頂模碰撞檢查圖碰撞檢查：模型建立完成后，運用Navisworks對液壓頂升系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)和平臺系統(tǒng)之間進(jìn)行碰撞檢查，對相互沖突的地方進(jìn)行重新優(yōu)化。頂模走道板及防護(hù)圖掛架樓樓梯圖頂模整體模型圖頂模掛架局部圖可視化模型解決了施工人員對圖紙理解困難的問題，極大提高了施工效率，減少返工。頂模液壓頂升系統(tǒng)圖頂模碰撞檢查圖碰撞檢查：模型建立完成后，運用Navisworks對液壓頂升系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)和平臺系統(tǒng)之間進(jìn)行碰撞檢查，對相互沖突的地方進(jìn)行重新優(yōu)化。預(yù)安裝：本頂模設(shè)計定義為標(biāo)準(zhǔn)裝配式頂模體系，運用BIM將各標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，為現(xiàn)場實際安裝提供參考。實時漫游：通過漫游實時體驗各系統(tǒng)是否達(dá)到使用功能要求。如樓梯、掛架走道等。預(yù)安裝：本頂模設(shè)計定義為標(biāo)準(zhǔn)裝配式頂模體系，運用BIM將各標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，為現(xiàn)場實際安裝提供參考。實時漫游：通過漫游實時體驗各系統(tǒng)是否達(dá)到使用功能要求。如樓梯、掛架走道等。本工程屋頂皇冠結(jié)構(gòu)采用四根天線采用豎向鋼桁架的形式，底部通過水平桁架傳力至主體結(jié)構(gòu)，與基座部分通過多道水平支撐連接。通過BIM建模并做施工動畫模擬，直觀反映屋頂皇冠結(jié)構(gòu)效果圖，即能顯示出現(xiàn)場施工工序，又能有效展現(xiàn)出塔吊換拆過程。通過實況模擬保證了施工方案的可實施性。9）屋頂皇冠BIM應(yīng)用通過Rvite對現(xiàn)場高支模區(qū)域和復(fù)雜鋼筋節(jié)點進(jìn)行建模，通過Navisworks對現(xiàn)場管理人員和工人進(jìn)行技術(shù)交底，工人可隨意對模型進(jìn)行橫立剖進(jìn)行查看，極大的解決了工人理解困難的問題。本工程屋頂皇冠結(jié)構(gòu)采用四根天線采用豎向鋼桁架的形式，底部通過水平桁架傳力至主體結(jié)構(gòu)，與基座部分通過多道水平支撐連接。通過BIM建模并做施工動畫模擬，直觀反映屋頂皇冠結(jié)構(gòu)效果圖，即能顯示出現(xiàn)場施工工序，又能有效展現(xiàn)出塔吊換拆過程。通過實況模擬保證了施工方案的可實施性。通過Rvite對現(xiàn)場高支模區(qū)域和復(fù)雜鋼筋節(jié)點進(jìn)行建模，通過Navisworks對現(xiàn)場管理人員和工人進(jìn)行技術(shù)交底，工人可隨意對模型進(jìn)行橫立剖進(jìn)行查看，極大的解決了工人理解困難的問題。6.3BIM技術(shù)應(yīng)用整體效果和效益（1）在土方開挖及基礎(chǔ)底板階段的應(yīng)用：提高了整個項目的閱圖效率和溝通效率，同時明顯降低基坑開挖過程中的錯挖、超挖等情況，減少了返工、換填等補救措施，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，如采用傳統(tǒng)放線施工開挖，超挖及錯挖土方量約為60立方米，施工前進(jìn)行BIM三維建模，模擬基坑中電梯坑及集水井坑開挖后的控制點坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)放線并實時控制，減少了開挖期間錯挖及超挖現(xiàn)象，工程實施最終超挖及錯挖量約為10立方米。同時根據(jù)局部深坑分布，計算開挖量，合理布置開挖機械位置，避免機械多次倒運破壞深坑側(cè)壁的影響。（2）在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點深化方面的應(yīng)用：由于本工程鋼結(jié)構(gòu)結(jié)點復(fù)雜，鋼筋分布較密，且直徑較粗，梁及柱鋼筋直徑由25-40mm不等，結(jié)點處理復(fù)雜，原有設(shè)計未考慮到鋼筋排布與鋼結(jié)構(gòu)結(jié)點的配合布置，導(dǎo)致部分結(jié)點設(shè)計無法施工，項目通過BIM建模，對節(jié)點模型做碰撞檢查，提出深化設(shè)計建議，模擬施工方法，極大程度的減少了施工難度，提升施工效率。（3）在頂模設(shè)計階段的應(yīng)用：由于項目頂模為標(biāo)準(zhǔn)組合式，由幾種標(biāo)準(zhǔn)化貝雷架組拼形成平臺體系，頂模平臺布置受剪力墻分布約束大。運用BIM設(shè)計頂模，通過確定的構(gòu)件和節(jié)點的模型進(jìn)行組合，通過碰撞檢查進(jìn)行頂模結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，選取符合本項目剪力墻的特點的最優(yōu)化方案，最后生成2D圖紙，運用于頂模加工。頂模設(shè)計中將模型中所有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件建立成族，形成標(biāo)準(zhǔn)族庫，并將設(shè)計經(jīng)驗進(jìn)行分享，運用于其他項目進(jìn)行推廣應(yīng)用，明顯縮短頂模設(shè)計周期，減少頂模設(shè)計的出錯率。由于頂模一般只用于超高層，對項目管理人員及施工隊伍比較陌生，頂模安裝安裝過程中通過可視化交底，碰撞檢查、實時漫游、預(yù)拼裝動畫的應(yīng)用，增強了管理人員及操作工人在頂模安裝前的模型印象、為頂模安裝提供了強有力的支撐。6.4取得的經(jīng)驗及教訓(xùn)經(jīng)驗：1、通過可視化技術(shù)交底可大大增強現(xiàn)場復(fù)雜工程的可實施性，可視化交底應(yīng)結(jié)合各軟件特點進(jìn)行綜合應(yīng)用，如本項目三維可視化交底在結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位利用3dsmax渲染效果強的特點進(jìn)行交底。2、模型建立越詳細(xì)，提前