探析山地異型結(jié)構(gòu)施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，將BIM技術(shù)應(yīng)用到具體的施工工程，具有一系列的意義和價(jià)值，它通過(guò)三維空間實(shí)體模型的構(gòu)建，可以對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行可視化的指導(dǎo)，通過(guò)整合現(xiàn)場(chǎng)資源，施工過(guò)程中的溝通效率得到了顯著提高，并且將時(shí)間信息也可以加入到模型中，這樣通過(guò)4D模型來(lái)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)，工作效率就得到了大大的提高，施工成本也得到了有效的控制。本文簡(jiǎn)要分析了山地異型結(jié)構(gòu)施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：山地異型結(jié)構(gòu)；BIM技術(shù)；應(yīng)用分析

1、工程概況

本工程位于北京某山北麓，西邊有一個(gè)水庫(kù)，是一項(xiàng)綜合性的山地建筑工程。工程位于某山山脊線的山坳中，面向西邊水庫(kù)，在總體規(guī)劃時(shí)，將出發(fā)點(diǎn)作為棲山望水，充分結(jié)合了自然地勢(shì)，形成的建筑形體具有高線狀層層跌落，將山體的自然輪廓特征給有效的保持了下來(lái)，有效地統(tǒng)一了山體和建筑。本山地建筑有7層地上部分，有三層是地下部分，將鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)作為主要的結(jié)構(gòu)形式，將獨(dú)立樁基作為基礎(chǔ)，部分區(qū)域因?yàn)橛休^厚的人工填土，那么采用的是人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)，本工程的總建筑面積達(dá)到45400平方米。

2、施工難點(diǎn)

一是山地建筑施工：因?yàn)楸竟こ添?xiàng)目坐落的山坡十分不規(guī)則，需要隨著自然山勢(shì)來(lái)布置建筑物的內(nèi)部空間，沒(méi)有可循規(guī)律存在于建筑基礎(chǔ)和上部空間中，還會(huì)有很多的交叉矛盾存在于各個(gè)層次之間。隨著山勢(shì)起伏，整個(gè)工程結(jié)構(gòu)逐層上去，因此，相較于正常工程來(lái)講，本工程在防水、排水以及機(jī)電管線的布置方面也存在著較大的差異，和常規(guī)工程有著截然不同的施工工序，因此有著較大的施工難度。

二是異型結(jié)構(gòu)施工：本工程項(xiàng)目有著特別獨(dú)特的造型，并且功能比較復(fù)雜，建筑也沒(méi)有一個(gè)規(guī)則的平面形狀。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，一共將幾十塊石頭設(shè)置在了結(jié)構(gòu)中，這里講到的石頭指的是異型混凝土結(jié)構(gòu)，它是由斜墻和斜柱組成的，這樣建筑物的獨(dú)特造型才可以有效實(shí)現(xiàn)。斜墻和斜柱有著不同的傾斜角度，沒(méi)有固定的規(guī)律，并且也沒(méi)有將斜墻和斜柱的定位尺寸標(biāo)注在結(jié)構(gòu)圖紙上，那么就給很多工序的施工帶來(lái)了很大的難度，比如鋼筋的綁扎、模板的支設(shè)、混凝土的澆筑等等。

3、BIM技術(shù)在山地異型結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

三維空間實(shí)體建模：因?yàn)楸竟こ添?xiàng)目有著特別獨(dú)特的造型和比較復(fù)雜的功能，那么如果只用二維圖紙來(lái)表現(xiàn)這類(lèi)圖紙，那么就會(huì)增加設(shè)計(jì)和施工的難度。同時(shí)，因?yàn)榻ㄖ兄貏e獨(dú)特的造型，不同專業(yè)管線復(fù)雜的綜合起來(lái)，這樣就增加了不同單位的配合難度，比如精裝修施工單位、土建施工單位等等，因此，就需要采用直觀的建筑模型。利用BIM技術(shù)來(lái)進(jìn)行三維空間建模，可以參數(shù)化這些構(gòu)件，這樣三維模型就被完整的構(gòu)建了起來(lái)。整個(gè)三維模型其實(shí)作為數(shù)據(jù)庫(kù)而存在，涵蓋了所有項(xiàng)目的所需數(shù)據(jù)，不僅可以統(tǒng)計(jì)相關(guān)的工程量，還可以對(duì)構(gòu)件實(shí)體的幾何參數(shù)和空間位置等參數(shù)進(jìn)行提取和修改。在施工設(shè)計(jì)方面，通過(guò)三維空間建模，可以對(duì)設(shè)計(jì)起到輔助的作用，在對(duì)方案進(jìn)行深化的過(guò)程中，可以在立體空間中進(jìn)行精確定位。并且因?yàn)槿S模型可以將各種圖紙給關(guān)聯(lián)起來(lái)，這樣出圖效率就得到了大大的提高。并且三維模型還可以有效控制建筑構(gòu)件的尺寸，還可以利用族文件來(lái)驅(qū)動(dòng)控制局部構(gòu)件參數(shù)，這樣就可以將參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)給充分的發(fā)揮出來(lái)。它將一個(gè)完整的工作平臺(tái)提供給了所有專業(yè)，在同一個(gè)軟件平臺(tái)上，不同的專業(yè)可以同時(shí)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，這樣就不需要對(duì)接圖紙，對(duì)一種工作重復(fù)性進(jìn)行，提高了工作效率，還可以更加順利的進(jìn)行以后的管線綜合以及配合施工問(wèn)題。從施工方來(lái)講，通過(guò)三維空間建模，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行協(xié)助，綜合深化之后，可以實(shí)時(shí)模擬和預(yù)演設(shè)計(jì)成果，建筑物的每一個(gè)角落每一根管線都可以讓人們清楚的看到，這樣就可以直觀看到設(shè)計(jì)成果。

可視化施工：從建筑施工的角度上來(lái)講，通過(guò)可視化施工，可以有效的模擬現(xiàn)實(shí)以及方案設(shè)計(jì)，可以將工程各個(gè)階段的情況給形象直觀的表現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工起到有效的指導(dǎo)作用。在此基礎(chǔ)上，來(lái)設(shè)置三維虛擬漫游，可以完整的展示出來(lái)整個(gè)項(xiàng)目。

異型結(jié)構(gòu)施工：通過(guò)三維坐標(biāo)可以將建筑圖紙上門(mén)窗洞口位置以及石頭形狀給有效的標(biāo)識(shí)出來(lái)。因此，通過(guò)軟件構(gòu)件的三維模型，對(duì)石頭的外部輪廓、形狀變化以及門(mén)窗洞口留置等復(fù)雜區(qū)域的三維坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，并且對(duì)斜墻、斜柱和斜屋面的坡度等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)斜墻、斜柱距軸線的距離和斜率進(jìn)行計(jì)算，依據(jù)這些計(jì)算結(jié)果來(lái)進(jìn)行控制，然后將計(jì)算機(jī)的各種輔助設(shè)計(jì)軟件以及其他的測(cè)控方法充分利用起來(lái)，這樣就可以平面轉(zhuǎn)化空間結(jié)構(gòu)測(cè)量以及測(cè)控問(wèn)題，測(cè)控難度得到了大大的降低，最后只需要在相應(yīng)的樓層平面位置上利用全站儀的測(cè)量特性來(lái)定位所需要的位置點(diǎn)，下一步施工依然采用傳統(tǒng)的施工方法來(lái)進(jìn)行。在施工時(shí)，可以任意剖切圖紙，采用不同的位置和角度，這樣剖面圖就可以自動(dòng)形成，可以隨時(shí)檢查現(xiàn)場(chǎng)施工的施工效果，給予必要的指導(dǎo)，通過(guò)模型的分析，以及預(yù)測(cè)加工模型，來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋和模板的安裝工作進(jìn)行必要的指導(dǎo)，對(duì)施工方案進(jìn)行必要的優(yōu)化，這樣才可以合理有序的施工，施工可以更加便捷順利的進(jìn)行。

現(xiàn)場(chǎng)整合：在本項(xiàng)目工程施工過(guò)程中，遇到了很多的難點(diǎn)和問(wèn)題，比如施工工序、場(chǎng)地狀況、機(jī)械設(shè)備、腳手架以及周轉(zhuǎn)材料等，會(huì)在很大程度上影響到工程施工。那么就可以充分利用BIM技術(shù)來(lái)進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)整合，利用模型提供的信息來(lái)進(jìn)行必要的優(yōu)化，比如物理信息、規(guī)則信息、幾何信息等等，優(yōu)化那些有著較高復(fù)雜程度的建筑。具體來(lái)講，包括這些方面的內(nèi)容，一是現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，通過(guò)模型來(lái)指導(dǎo)施工；二是現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，將各種先進(jìn)技術(shù)充分利用起來(lái)，比如激光掃描、GPS、移動(dòng)通訊等；三是要對(duì)工作人員的施工進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，可以充分利用項(xiàng)目的BIM模型來(lái)進(jìn)行。

4、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐研究表明，在一些有著獨(dú)特造型和復(fù)雜工程的施工工程項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以充分展現(xiàn)BIM技術(shù)斜柱施工的能力，給予現(xiàn)場(chǎng)施工必要的指導(dǎo)，提高施工的精準(zhǔn)度，同時(shí)，工作效率也可以得到顯著提高，施工成本得到了顯著降低。但是，通過(guò)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)存在著很多的局限性，比如因?yàn)橹荒軌蛟诮ㄖ徒Y(jié)構(gòu)專業(yè)內(nèi)應(yīng)用，那么就無(wú)法實(shí)現(xiàn)其他的一些強(qiáng)大功能；缺少本地化族資源等等。

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