BIM技術在高層建筑結構施工中的應用

BIM技術在高層建筑結構施工中的應用

Summary：隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展以及施工技術的不斷提高，人們的日常生活中出現(xiàn)了越來越多的高層建筑。BIM技術作為一種現(xiàn)代化信息技術，發(fā)揮其自身優(yōu)勢，為建筑工程項目各階段的有效開展提供了信息依據(jù)，實現(xiàn)了施工質(zhì)量和施工效率的雙重提升。高層建筑由于其層數(shù)高、工程量大等特點，施工難度較大。因此，在實際工程中，為保證高層建筑施工的有序進行，可以引進BIM技術，利用BIM技術可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性等特點，為高層建筑結構施工提供一定的技術支持。Keys：BIM；高層建筑；施工管理；措施分析1BIM技術的特點可視化對于建筑行業(yè)而言，可視化在建筑業(yè)中的作用是非常廣泛的。在現(xiàn)在的建筑業(yè)中，通常會有一些關于設計方向的效果圖，為人們提供可視化的幫助，但是，這種幫助往往只是包含了構件大小、位置顏色等信息，對其他方面的信息內(nèi)容包含不多，嚴重缺少了構件之間的互動性和反饋性，而BIM技術的可視化功能，就可以實現(xiàn)構件間的互動性和反饋性，消除2D圖紙所不能反映出的構件碰撞問題，優(yōu)化工程設計，減少由于設計圖紙錯誤而造成的返工的可能性，使項目在設計、運營和實際建造的過程中都能夠在直觀可視的狀態(tài)下得到正確有效地進行。模擬性BIM技術的模擬性體現(xiàn)在建筑結構施工的各個階段，通過對施工過程的模擬來提高施工質(zhì)量，優(yōu)化施工方案，降低施工過程中的各種風險。在設計階段，BIM技術通過建立3D立體化的模型將設計方案直觀立體地展現(xiàn)出來，避免了高層建筑結構設計中個體與整體碰撞問題的發(fā)生；在招標階段，BIM技術通過4D施工模擬技術將3D立體化模型與施工進度相鏈接，建立4D施工信息模型，即根據(jù)施工組織設計來進行模擬，通過模擬來進行最優(yōu)施工方案的尋找。在施工材料采購階段，也能夠采用BIM技術進行模擬，通過建立模型將材料費、機械費、人工費體現(xiàn)出來，系統(tǒng)再根據(jù)施工實際情況，給出合理的材料采購計劃，并將成本控制在工程預算范圍內(nèi)。協(xié)調(diào)性在建筑行業(yè)中，協(xié)調(diào)性起著重要的作用。結構施工過程中會出現(xiàn)各種各樣的問題，施工單位、業(yè)主、設計、監(jiān)理單位相互協(xié)調(diào)、相互配合，就顯得尤其重要。并且，由于高層建筑結構的工程量巨大，很多建筑工程會采用分包的方式，若各分包單位不能及時就各種施工信息進行有效的交流，容易存在施工不到位的情況。此時，可利用BIM技術自身所具備的協(xié)調(diào)性特點來進行問題的處理。BIM技術可有效匯總各施工單位的施工信息，實時進行信息交換，可以使建筑施工的準確性得到保障。2高層建筑結構施工的特點2.1工程量大、工序多、配合復雜高層建筑施工工程量大、工序多，同時，土方、鋼筋、模板、混凝土等10余個專業(yè)工種交叉作業(yè)，組織配合十分復雜。因此，對技術的要求也更加嚴格。2.2施工周期長、工期緊高層建筑單棟周期一般要經(jīng)歷2～4年，平均2年左右，結構周期一般為3～10天一層，工期長而緊。為保證施工質(zhì)量，需要合理安排工序，并需要制定一定的安全防范措施保證施工的安全。若需冬、雨期施工，還需制定特殊的施工技術措施。2.3層數(shù)多、高度大，安全防護要求嚴格高層建筑層數(shù)多，高度大，高處作業(yè)多，施工單位需做好各種高空安全防護措施，保證施工操作和地面行人安全，因此，投入的安全措施費用也更高。2.4質(zhì)量要求高為保證高層建筑結構的耐久性，對高層建筑施工質(zhì)量的要求很高，需滿足防水、抗震要求且擁有足夠的穩(wěn)定性。因此，土建、水、電、暖通、燃氣、消防的材質(zhì)和施工質(zhì)量要求都相應提高。3BIM技術在超高層建筑中的應用優(yōu)勢通過建立BIM模型可以實時模擬超高層建筑項目的建設，在這個過程中規(guī)范超高層建筑項目施工人員的操作行為，更好地規(guī)劃項目實際進程，準確和及時發(fā)現(xiàn)施工過程中潛在的問題和風險，大大提高超高層建筑的安全。通過BIM技術進行模擬、調(diào)整和優(yōu)化，可以得到建筑、結構、鋼結構、裝飾綜合圖等施工圖，為現(xiàn)場施工的可視化提供依據(jù)。并快速準確地記錄和備案所有施工行為，這將有利于施工和管理人員的核查和后續(xù)作業(yè)。超高層建筑工程施工人員根據(jù)BIM技術提供的施工圖，可以更好地了解施工過程，熟悉施工過程中需要注意的問題，在提高現(xiàn)場施工人員工作效率的同時也保證了工程施工質(zhì)量。確保施工現(xiàn)場的每個工作環(huán)節(jié)都能順利進行，避免施工現(xiàn)場發(fā)生事故。對于重要的施工方案和重點施工工藝，通過對BIM技術的仿真，可以發(fā)現(xiàn)潛在的不足，并做出及時修改。4BIM技術在高層建筑結構施工中的應用4.1三維碰撞檢查（沖突檢測分析）高層建筑建設中管線布置復雜，設計人員在設計階段進行電力電路、通信線路等大量管線的布設過程中，由于2D圖紙往往不能全面反映個體、各專業(yè)、各系統(tǒng)之間的碰撞可能，經(jīng)常會存在一些構件碰撞問題。因此，可以利用BIM技術進行碰撞檢查，優(yōu)化工程設計方案，減少乃至消除因設計原因造成的返工問題。利用BIM技術的碰撞檢查功能進行沖突檢測分析后，施工人員可得到優(yōu)化后的3D結構方案，并根據(jù)3D結構方案進行施工模擬，可有效地提高施工質(zhì)量。4.2模擬施工由于高層建筑結構施工工程量大、工序多，故在實際施工中會出現(xiàn)各種各樣的突發(fā)狀況。BIM技術提供的虛擬施工平臺可以在計算機上模擬整個建筑施工過程，減少施工中突發(fā)狀況的發(fā)生。虛擬施工模型可以通過輸入該工程實際數(shù)據(jù)信息資料進行整個施工過程的模擬以及施工方案的優(yōu)化等。模擬施工可以及時發(fā)現(xiàn)設計錯誤，對設計圖紙中存在的錯誤及時更正。并且，施工過程中存在著各種各樣地風險，模擬施工可以對這些風險進行對比分析，確定采用不同施工方案的可行性，并且確定各方案的模擬施工周期。同時，在模擬施工的過程中，可以發(fā)現(xiàn)建筑施工過程中可能存在的質(zhì)量和安全問題，減少施工過程中的突發(fā)狀況，更好地促進施工的順利開展。因此，BIM技術的虛擬施工應用使專業(yè)人員對施工現(xiàn)場和施工進度有了更全面地把控，更有利于施工質(zhì)量和施工進度的保障。4.34D施工模擬隨著建筑工程規(guī)模的擴大，施工項目管理變得越來越復雜。而建筑工程施工本身就一直處于一個動態(tài)變化的過程，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都只能重來，這樣不僅會浪費材料和人力資源，還會對施工質(zhì)量和安全產(chǎn)生很大的影響。高層建筑的施工項目管理就尤其復雜，而BIM技術提供的4D施工模擬技術將3D立體化模型與施工進度相鏈接，建立4D施工信息模型，即根據(jù)施工組織設計來進行模擬，通過模擬來確定最佳施工方案，實現(xiàn)工程進度、人力、材料、設備、成本和場地布置的動態(tài)集成管理，使各個環(huán)節(jié)的施工進度安全、有效地得到保障，使施工項目管理由復雜變得簡單、有序。5結語綜上所述，在高層建筑結構施工中應用BIM技術，實現(xiàn)了虛擬施工和信息化施工管理，在進度、成本、質(zhì)量、安全管理上實現(xiàn)了最優(yōu)化。并且，對工程技術人員而言，BIM技術的應用實現(xiàn)了對施工過程的全面管控，保證了施工質(zhì)量和施工進度，使施工項目在動態(tài)中安全、有序地進行。同時，BIM技術在高層建筑結構施工中的應用改善了傳統(tǒng)高層建筑結構施工中的各種不良現(xiàn)象，將BIM技術引入施工中，彌補了傳統(tǒng)技術的不足，不僅使資源利用更加高效，而且施工數(shù)據(jù)信息的精準度更高?？傊珺IM技術的應用優(yōu)化了高層建筑結構施工的全過程，保障了高層建筑結構施工技術的規(guī)范性，同時，促進了我國建筑行業(yè)整體有序健康地發(fā)展。Reference：高振明.BIM技術在高層建筑工程中的應用與實踐[J].城市周刊,2019(5):33-33.李云龍.B