探究BIM技术在建筑工程施工中的综合应用

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年4月第10期   作者:赵常青
[导读] 伴随科技的发展,建筑行业开始逐渐实现信息化

         摘要:伴随科技的发展,建筑行业开始逐渐实现信息化,BIM技术作为建筑行业实现信息化的重要条件,其在建筑工程施工之中发挥着重要的作用,可应用于建筑工程项目全过程之中,为了进一步探讨BIM技术在建筑工程项目施工之中发挥的作用,本文将对该项技术的综合应用进行探究,以满足建筑工程施工信息化需求。
         关键词:BIM技术;建筑工程;施工;综合应用

         目前,BIM技术在建筑工程项目中的应用范围越来越广,通过计算机技术的辅助,并与模拟实验数据和科学过程分析相结合,可为施工之中出现的技术难点和重点提供有力的决策依据,从而使工作效率得到提升。此次研究主要以实际工程作为案例,对BIM技术在建筑工程施工之中的综合应用进行探究。
1.工程概况
某工程为大学图文信息中心工程,属于钢混结构、钢结构等多种结构结合的一项大型建筑工程,该工程单体面积可达64792m2,在局部钢结构的连廊部位属于悬垂钢结构,该工程的结构比较复杂,节点受力情况也比较复杂,并且工程施工工期比较紧张,施工场地也受到一定限制,因此,该工程的方案选择、深化设计以及过程控制等方面的要求比较高。
2.BIM技术应用方案选定
         2.1钢结构的深化设计和加工
         为了使技术准备所用时间以及加工的周期得以缩短,在进行钢结构深化设计和加工阶段,通过Tekla Structures软件完成结构建模,从而使箱型钢吊柱、矩形管截面桁架等多种构建和相关的节点进行深化设计和加工指导,使该结构深化设计的准确性和效率得到提升,同时在Tekla软件以及AutoNEST软件的辅助条件下完成构建的加工。
         2.2BIM技术应用于施工方案的对比选择和优化
         通过采用BIM技术的计算机具备可视化以及辅助计算的优点,通过BIM结构分析软件(即SAP2000),针对悬垂钢结构实施模拟分析,并以得出的分析数据为依据来完成施工方案的对比选择和优化。
         2.3BIM技术应用于碰撞试验模拟
         通过BIM协管软件NavisWorks能够对钢结构深化设计之后得出的模型实施碰撞试验,从而提前发现在施工方案深化设计、加工以及安装三个阶段存在的碰撞问题,以免出现返工、浪费。对安装过程在时间、三维空间维度上完成整合,然后实施可视化模拟,从而使预演模拟以及进度分析得以实现。
3.BIM技术应用于关键环节的方法
         3.1BIM技术在钢结构加工环节的应用
         钢结构加工生产通常分为三个组成部分,也就是深化设计、加工以及排料优化。BIM技术在加工部分应用时,其主要体现于前期深化设计、排料优化以及设备切割的编程之中,钢结构设计深化主要是通过BIM软件Tekla来完成的,而排料优化和编程主要是通过AutoNEST这一软件来完成的。
         (1)Tekla下的钢结构深化设计
         通过对Tekla这一软件应用的过程中,钢结构深化设计主要包含实体模型审核、三维模型构建、钢结构加工详图构建、同其他软件进行数据交换以及图纸数据输出等方面。以设计图纸为依据,需要相继完成轴线创建、三维实体构件创建、节点创建以及模型审核等环节,从而使BIM模型得以构建,同时可通过软件之中附带的碰撞试验功能来完成检查,从而对各构件之间是否存在冲突以及连接方式方面是否有误来进行判断。
         在该软件应用过程中,能够对各种加工详图进行创建,例如,构件图、三维模型图、布置图以及零件图等,均可创建,还能够将模型与加工详图之间实现关联,实现模型与图纸同步变动。完成钢结构加工详图创建之后,能够将各种图纸和数据报表进行输出,并且还能够与其他的软件之间实现数据交换及传递。
         (2)排料优化及编程
         在对钢结构进行加工之前,全部零件完成放样之后,为了对裁切材料位置进行合理布置,以实现节约材料资源的目的,应该对各种规格、板厚以及数量的零件实施排料优化,该操作可通过AutoNEST以及Tekla两种软件联合完成。Tekla能够经NC文件在AutoNEST之中输入信息,此NC文件涵盖了零件尺寸、形状、特性等全部信息,通过AutoNEST能够自动将上述信息进行批量化转入,从而能够在数据输入方面节约较多的时间,并且还能够确保所输入数据信息更为准确。

完成排料优化之后,则需要以排料优化方案为依据,通过AutoNEST的编程功能将切割程序自动编制,从而提升切割效率。
         3.2BIM技术在施工方案的对比选择中的应用
         无论是哪种结构,这些结构的存在均不具备独立性,他们之间存在着相互依附的关系。所以在对钢结构连廊施工方案进行确定时,应该对施工顺序、方法对结构的受力影响进行全面考虑,以免选到可能会对结构内里形成不好的影响的方案。
         (1)BIM结构受力分析
         首先应该将该工程地下及地上各部分结构的模型构件进行搭建,然后对连廊部位的各节点和杆件进行编号,从而方便数据分析过程中比对。之后再初定方案的基础上,在SAP2000之中以各拟用方案为根据,将各种工况下对应的施工顺序进行输入,在通过SAP2000有限元程序之中包含的线性静力分析功能对各类结构模型进行分析,从而得出分析结果。
         钢桁架节点的剪力、妯娌以及弯矩作用的主要表现形式为位移情况,通过对各种方案对应的位移值数据,特别是关键阶段Z向位移值的对比分析,容易对比得出各种施工方案对各结构产的影响规律和特点。从而能够有效选择出对结构内力变化产生影响较小、阶段受力性良好以及施工方便的施工方案。
         (2)监测整体施工过程
         在施工重,对钢结构连廊每一个节点实施节点位移监测,通过全站仪具备的无棱镜测距功能,并对被测节点张贴反光片,对上弦、下弦梁的节点在各施工环节均实施位移监测,从而能够得出各观测点累计位移值,然后自糖果折线图对观测值统计。
         (3)分析监测数据
         将实际监测得出的位移值同SAP2000分析所得位移值加以对比,可得出实际施工的材料、观测条件、环境温度以及焊接质量等多方面均会对其产生影响,并得出实际监测的位移值同理论分析值之间有差异吗,但是其数值从整体来看处于极小范围之内波动。
         所选方案实际过程同理论推测之间相符,也就说明施工方案中的安装顺序对结构产生的影响是可控的,在钢结构施工中,各环节均会对楼体主体结构试试沉降位移监测,所得检测结果与规范要求相符,并且没有出现不均匀沉降。
         3.3BIM在工程施工中的可视化应用
         将BIM技术应用于施工中会产生较高的价值,尤其是在可视化应用方面,BIM技术发挥的作用尤为明显,能够实现资源的节约,从而降低施工成本,并且有利于施工进度的控制。
         (1)施工图审核
         现代化建筑具有图纸多、结构复杂的特点,对施工图审核所耗费的时间和人力均比以往要多,且对技术人员的要求也比较高。BIM技术能够在施工图审核方面提供方便。BIM技术可通过漫游审核以及碰撞审核来实现施工图审核,并且还能够得出审核结果,可为施工人员提供直观的施工依据。
         (2)施工虚拟化预演
         随着科技的不断发展,VR技术得以与BIM技术实现融合,施工人员通过VR可视技术能够对施工进行模拟预演,从而能够得出施工方案中存在哪些问题尚待解决,并及时对这些问题进行发掘,从而避免实际施工中出现问题。
4.结束语
         综上所述,BIM技术在建筑工程施工中的应用比较广泛,可应用于工程的全过程之中,通过综合应用BIM技术,能够实现工程施工进度、成本、质量、安全等方面全面的改善,实现了建筑工程信息化管理,保证了工程项目能够如期完成,并使相关企业的经济效益得到实现。
        
参考文献
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