应用BIM技术的相关措施东山一中一期培训讲学.docx
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应用BIM技术的相关措施东山一中一期培训讲学
东山一中一期项目
应用BIM技术的相关措施
本项目工程体量大(总建筑面积达到15万平方米,新建建筑包括普通教室、专用教室、公共教学用房、办公综合用户房等着各类教学设施;体育场馆行运动设施;学生宿舍、教师宿舍、食堂等生活用房、人防地下室等,共计12幢)、系统复杂、工期紧(合同工期730天),且所有的设计资料都是平面的,如果不能很好的解决大跨度结构及屋面钢结构施工等一系列问题,不仅会给钢结构制作和拼装带来麻烦,也将影响混凝土结构的施工,造成间接的经济损失。
因此,针对本工程施工的重点、难点,公司要求本项目技术人员在施工全过程中依托先进的BIM技术,做好项目质量、安全、进度、物资管控,以提高项目专业服务水平,达到提升项目质量、保证工期、有效控制成本、减小项目风险,提升项目总体品质的目标。
一、项目建筑专业BIM模型创建
项目施工初期,公司通过对项目调研,组建了项目BIM建模小组,以公司BIM建模标准为基础,利用鲁班、REVIT等国内外知名BIM软件对项目各建筑单体进行快速建模,模型精细度达到LOD300。
以此作为项目正式应用BIM技术的工作开端。
下图所示为BIM小组以项目施工图纸为基础,创建的各单体建筑专业BIM模型:
图1左:
风雨操场模型右:
高中(食堂)模型
图2左:
图文信息中心模型右:
高中教师宿舍模型
图3左:
学生礼堂模型右:
艺体楼模型
图4教学楼高中部二部、三部模型
图5学生宿舍楼B、C楼模型
图6左:
教学楼高中部一部模型右:
学生宿舍楼A模型
二、利用BIM技术模拟施工场地规划
施工场地布置是项目施工的前提,合理的场地布置能够在项目开始之初,从源头减少安全隐患,是方便后续施工管理、降低成本、提高效益的重要方式之一。
本项目占地面积大,单体建筑多,为确保施工过程中场地(如施工通道、办公区、生活区、生产区及大型机械设备、材料堆放等)重要区域的合理布置,以满足工程绿色施工要求,减少二次搬运,杜绝安全事故等要求,项目采用BIM技术预先模拟各阶段的施工场地布置,模型精细度达到LOD200。
同时,针对地基基础、主体结构及装饰装修等不同施工阶段的需求,将公司CI标准要求在BIM场布中进行模拟,确保各阶段场布方案合理性的同时充分展示企业形象。
图7项目BIM场布模型
图8办公区BIM模拟
三、利用BIM技术优化土方开挖施工方案设计及施工模拟
为保证本项目基坑施工安全及周围环境不受损害,项目将通过创建基坑BIM模型,在BIM软件中进行基坑工程施工流水段划分,模拟基坑开挖各工况施工顺序,科学指导项目技术人员制定土方开挖施工方案,并利用BIM可视化的特点,指导现场施工。
图9教学楼高中部三部基坑开挖方案BIM模拟
四、项目利用BIM技术进行5D施工进度控制
项目开工前期,项目部利用BIM进度计划软件制定5D进度计划,并通过施工动画模拟,在满足项目总体进度计划要求下,对各单体建筑分别制定出合理的施工进度安排并组织施工。
图10项目各建筑单体分布模拟
同时,施工过程中,项目经理部将基于BIM技术,实时通过对空间信息与时间信息、施工工序关联在同一个BIM5D进度计划中,对现场施工进度进行有效管控,保证工期。
图115D施工进度计划模拟
五、利用BIM技术对项目钢结构进行深化设计、指导施工
本项目有多个钢结构,其中,风雨操场其屋面为大跨度钢结构,最大跨度达到56米,对钢构的零件和构件下料吊运、拼装都提出了很高要求。
图12大跨度风雨操场施工图
针对本工程实际,项目钢构专业人员以设计院提供的设计图纸、技术要求以及其他相关资料为依据,依托专业深化设计软件TeklaStructures进行加工详图的深化设计,包括建立三维实体模型,开展施工过程仿真分析,进行施工过程安全验算,计算节点坐标定位调整值,并生成钢结构构件大样图、结构安装布置图、报表清单等。
在深化过程中,通过钢结构杆件碰撞检查、钢结构与建筑专业模型碰撞检查,发现问题并及时通知建设方和设计方等确认修改方案。
以下为项目创建的钢结构BIM模型:
图13艺体楼玻璃顶钢结构模型
图14礼堂钢结构模型
图15风雨操场大跨度屋面钢结构模型
图16钢构模型与建筑专业模型进行合并
对钢结构进行深化设计后,项目利用TeklaStructures软件出具项目钢构深化后的清单报表用于零构件材料采购、生产。
图17TeklaStructures出具钢结构清单报表
为确保本工程主体钢结构的整体施工质量,项目将根据本工程特点和技术条件,利用BIM技术制定详细的加工制作方案,施工组织设
计方案等,特别是针对箱型梁制作的焊接应力变形的控制,如施焊顺序。
同时,在对钢结构进行安装过程中,通过将钢构BIM模型及其他专业BIM模型合并,结合剖切面、透视观察模型的方式,在现场更直观、更迅速地对施工重要部位进行交底,保证吊装的准确度、施工的安全性。
图18利用BIM对屋面复杂的空间结构连接大样进行交底
图19利用BIM对钢结构关键节点进行交底
图20风雨操场钢结构施工重点、难点示意
除上述介绍的本项目BIM辅助钢结构安装总体技术措施外,针对风雨操场大跨度结构,项目特制定了以下施工控制要点,主要从制作和安装两方面进行如下控制:
1、制作方面:
1.1第一步从选择制作单位上给予把关,有施工过同样或类似项目的单位最佳。
制作单位应具有承担过钢结构的加工制作经验,并具有国家建设部颁发的钢结构工程专业承包一级施工资质证书。
1.2钢结构的加工详图:
应用钢结构专业详图深化TEKLA软件,根据设计院提供的设计图纸和技术要求进行加工详图的BIM深化设计,模型精度达到LOD400,深化设计的内容应完成所有钢结构构件大样图及明细表。
在绘制详图时,发现杆件相碰时,应及时通知设计院。
当需要修改时,制作单位应向原设计单位申报,经同意和签署文件后修改才能生效。
1.3对接控制:
所有杆件应尽可能按最大长度下料;图中无注明时,拼接位置应设置在内力较小处,一般可设在节间长度1/3处。
1.4制作工艺方面:
为确保本工程主体钢结构的整体施工质量,制作单位应根据本工程的特点和技术条件制定详细的加工制作方案,施工组织设计方案和质量保证体系。
钢结构制作前,应根据设计文件、施工详图的要求以及制作厂的条件,编制制作工艺文件。
特别是针对箱型梁制作的焊接应力变形的控制。
比如:
施焊顺序。
1.5制作:
a、钢结构的各构件应在制作厂进行放样和预拼装;运输单元亦需在加工厂进行整体组装成型,并确认无误后,方可进行下料与运输。
b、为保证构件的加工质量和外观要求,切割应优先选用数控等离子切割、机械剪切和氧--乙炔自动切割。
2、安装方面:
2.1钢结构安装前,应编制详尽的施工组织设计,临时支承及稳定措施必须进行验算,安装程序必须保证结构的稳定性和不导致结构的永久变形。
针对本项目,跨度达61米,高13米,单榀重量达40多吨,在临近餐厅一侧布置临时支承的胎架,结合拟建操场檐口高度选用大吨位履带吊。
2.2为保障风雨操场有足够的场外操作空间,餐厅应在本操场屋面钢结构吊装完成后再行施工地面以上部分。
2.3钢结构安装前应对建筑物的定位轴线、钢筋混凝土基础的标高和混凝土的强度等级进行复查,合格后方能开始安装工作。
2.4钢结构进入现场后,应立即验收,并设支架保护,全部结构不得外露和风吹雨淋。
为保证结构的几何尺寸,宜于吊装前进行整体组装。
正式安装前,必须按有关施工安装规范逐一进行验收,并按规定的质量验收表格详细记录,不合格者,严禁起吊。
2.5刚架吊装的吊点,应经计算确定,应保证吊装过程中结构及构件的强度、刚度和稳定性。
当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。
2.6砼浇筑方面,遵行设计要求:
二次灌浆采用C40早强、无收缩、自流淌、高强灌浆材料,施工时采用高压灌浆。
用于保证钢箱梁内部砼的密实。
2.7施工中每天对已安装屋架进行侧向倾斜度及挠度监测。
六、项目其他主要开展的BIM技术应用
1、成本管控
施工过程中,项目将利用BIM模型工程量快速提取的特点,提高现场预算人员工作效率,同时,项目将实时利用BIM模型工程量与实际工程量进行对比、分析,查找偏差,及时做好相关措施,有效开展成本管控。
图21项目利用BIM管理平台收集、利用工程基础数据
2、物资管控
项目在制定下月物资采购计划前,将通过阶段性提取BIM模型工程量,辅助做好物资采购计划,减少资金占用、材料浪费。
3、质量、安全管控
通过手机APP的BIM应用,项目部安全员、质量员等在施工现场快速及时对现场具体部位的质量缺陷、安全隐患数据进行拍照,建立现场质量缺陷、安全风险、文明施工等数据资料,与BIM模型即时关联,实现缺陷问题的可视化,缺陷直接定位于BIM模型上,让管理者在办公室即可随时掌握现场的质量、安全情况,通过管理共享,提高各方的沟通效率、整改效率。
图22项目质安管理APP
4、机电管线碰撞检查、优化管综方案
施工过程中,项目将利用Navisworks和鲁班BW软件对多专业(建筑、机电)BIM模型合并并进行碰撞检查,将包括不同系统的管件碰撞、结构与安装管道碰撞情况等出具碰撞报告。
若本工程存在因二维图纸造成的问题,项目将第一时间联系建设单位、设计单位解决问题。
同时,项目安装BIM人员将利用BIM对机电管综方案进行设计并优化,避免后期机电专业施工遇到困难,影响工期。
图23机电专业碰撞检查报告
图24左:
项目A区域机电碰撞右:
项目A区域机电管综优化后
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