關鍵施工工藝的BIM模擬方法研究

宋 強

（青島酒店管理職業(yè)技術學院,山東 青島 266100）

1 復雜鋼筋節(jié)點模擬

在復雜梁柱節(jié)點處鋼筋密集且縱橫交錯，如果再遇到型鋼勁性結構，就更加復雜，給施工過程中的鋼筋排布與工序安排帶來難度。

首先進行三維建模，包括節(jié)點鋼筋尺寸、鋼筋排布、箍筋間距和箍筋大小、鋼筋與型鋼之間連接方式，以及鋼筋與鋼筋之間的連接、焊縫寬度、螺栓大小、連接板尺寸厚度等，然后在三維模型中去校核發(fā)現(xiàn)復雜節(jié)點設計中出現(xiàn)的問題，針對其中出現(xiàn)的不合理設計進行論論修改。

可利用Navisworks軟件，進行鋼筋間的碰撞檢查以及鋼筋和型鋼之間的碰撞檢查，檢查鋼筋之間以及鋼筋和型鋼之間是否發(fā)生碰撞，并生成碰撞報告。根據(jù)碰撞報告進行結果檢查和分析，然后進行優(yōu)化。優(yōu)化完成之后，對鋼筋的排布順序進行分析與確定。并制作工序模擬動畫。應用Navisworks軟件制作的復雜鋼筋節(jié)點制作鋼筋綁扎順序模擬動畫，用于向工人進行技術交底。

2 頂模技術模擬

首先，利用BIM應用軟件創(chuàng)建液壓頂升系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)和平臺系統(tǒng)等相關構件的三維模型。模型應準確表達頂模相關設計文件的內容，完整展現(xiàn)二維圖紙信息。應用Revit軟件創(chuàng)建了頂模的平臺系統(tǒng)，可用于進行與工程實體和頂模其他系統(tǒng)的碰撞檢查，從而為進一步優(yōu)化頂模系統(tǒng)設計方案提供支撐。

其次，在審核確認模型正確后，可以運用碰撞檢查軟件對頂模的各個系統(tǒng)進行碰撞檢查。將頂模和建筑結構、施工電梯、塔吊等進行碰撞檢查，避免在施工過程中因為施工碰撞，導致無法施工或者返工，對相互沖突的地方重新優(yōu)化設計。應用Navisworks軟件對各系統(tǒng)進行碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)設計失誤，進行優(yōu)化設計。

在頂模系統(tǒng)中，存在大量的材料堆放、人員走動，對施工平臺的空間要求比較大，其走道等空間設置是否合理直接影響頂模施工效率。在Navisworks軟件中，通過漫游，設計漫游人的寬度高度來實施檢查樓梯、掛架走道等各系統(tǒng)的凈空是否達到使用功能要求。應用Navisworks軟件的實時漫游功能，將頂模系統(tǒng)模型導入設計中，設置漫游角色的身高等屬性，在模型中進行漫游，模擬工人在系統(tǒng)中的行走情況，對于所發(fā)現(xiàn)的凈高不夠等問題進行優(yōu)化。

創(chuàng)建頂模三維模型過程中，應該嚴格按照設計圖紙進行建模，準確表達平臺桁架、掛架、模板系統(tǒng)還有頂升油缸等的精確尺寸，方便后期碰撞檢查及優(yōu)化工作的進行。在創(chuàng)建的三維模型基礎上。按照指定頂模安裝方案進行頂模安裝流程的模擬，注意安裝的步驟，及安裝過程中對機械人工的需求。對安裝過程中由于安裝順序不合理導致部分構件無法安裝時，應優(yōu)化安裝流程，保證各構件安裝的工作空間。若切實無法安裝，應考慮更改設計，比如在不影響整體受力的情況下改變連接方式，或者構件形式。

在頂升的過程中，應嚴格控制頂模不與主體結構發(fā)生碰撞。頂模與主體結構的碰撞不僅會影響已施工結構的施工質量。還會造成頂模自身結構的損壞。在頂升過程中，還應注意頂模與施工電梯，及塔吊之間的碰撞問題，保證頂模頂升過程中可以順利頂升。還應注意頂模在頂升過程中自身的穩(wěn)定性。若頂升過程中出現(xiàn)碰撞，應該通過協(xié)調，優(yōu)化頂模設計頂升方案或者塔吊等的布置方案。

頂模拆卸過程模擬，應根據(jù)制定的拆卸方案逐步拆除，拆除構件不宜過大，不能超過塔吊的吊裝能力范圍。拆除過程中應注意拆除順序，避免頂模構件的損壞，提高頂模的利用率。在三維模擬過裎中，應廢不斷優(yōu)化頂模的拆除過程，在保證結構安全的同時，保證頂模拆除的質量以及拆除效率。

3 安裝吊裝過程模擬

安裝吊裝模擬可以對頂橫的吊裝過程進行模擬，頂模安裝過程比較復雜，設計的構件比較多，而且對安全系數(shù)及安裝精度要求都比較高，安裝過程出現(xiàn)的問題將影響整個建筑的質量以及后期施工的現(xiàn)場安全，通過對頂模安裝過程的模擬不但可以規(guī)范現(xiàn)場頂模安裝流程，還能提高頂模安裝精度。應用Navisworks軟件，進行虛擬預拼裝，模擬頂模系統(tǒng)各個部件的吊裝順序，驗證系統(tǒng)的可安拆性。

安裝吊裝模擬還可對鋼結構施工中除頂模之外的一些重要結構的安裝進行模擬。由于部分構件較大，對安裝精度要求較高，通過三維吊裝安裝模擬可以更清楚地向施工人員交底，讓施工人員掌握施工過程的重點難點，提高結構安裝效率，保證安裝的質量。應用Tekla件，對構件吊裝順序進行模擬，生產(chǎn)動畫，用于對工人的技術交底。

施工過程中需要吊裝大型機電設備時，為保證整個吊裝過程的安全，以及保證吊裝過程不對吊裝構件造成損害，且不對周邊建筑及人員安全造成損害，可對其吊裝方案進行模擬，驗證吊裝方案的可行性及安全性，通過模擬對其吊裝方案進行優(yōu)化。

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