随着我国经济发展与城市化的不断建设,为了节约城市用地,超高层建筑也逐渐成为了大型工程的首选之一。而随着BIM技术在建筑领域中的广泛应用,其对超高层建筑的安全管理与安全施工,都有着至关重要的作用以及意义,下面就让我们根据超高层建筑的实际案例分析一个BIM技术在其中的应用价值。
1、工程概况兰州国际商贸中心工程(以下简称兰州中心),位于甘肃省兰州市七里河区西站商圈内,是集零售、餐饮、酒店、娱乐、金融、商务、住宅、文化休闲等综合为一体的大型建筑。项目占地面积约111亩,总建筑面积:604215.63m2,其中地上建筑面积429796.37m2,地下建筑面积174419.26m2,建成后将是兰州规模最大、档次最高、业态最全、生态环境优、功能配套齐全的国际一流城市综合体。

2、图纸会审本项目部BIM团队通过设计院提供的二维CAD图纸翻建三维BIM模型,利用该技术对图纸进行会审。其中主要包括:土建图纸会审和机电图纸会审。
在建模过程中发现问题,从而反馈给设计方,对图纸做进一步的修改,力求将问题解决在施工之前。本项目BIM图纸会审发现的问题主要有:同一轴网上下层不一致、地下部分与地上部分柱子错位、梁上起墩、主次梁交接不合理、图纸标注错误、楼梯与结构梁净空不足、坡道净空不足、型钢深化不合理等问题、通风口与外幕墙竖向龙骨冲突等。
3、施工场地布置在图纸会审完成的基础之上,利用BIM技术进行施工场地布置的模拟。由于施工场地非常有限、体量太大,现场群塔作业繁忙,为了避免出现施工安全事故,建立BIM信息模型,对群塔之间高低差、覆盖范围进行直观、预先模拟运行分析,从而更加合理布置,安全有效运行。
4、BIM技术施工模拟4.1型钢结构与混凝土结构施工工艺模拟
本工程有型钢混凝土组合结构、钢筋混凝土结构、型钢与钢筋混凝土交叉施工。为了使施工作业人员明确施工流程及次序,保证施工精度,建立型钢、钢筋参数模型,现场对各个复杂施工区域进行三维交底。保证施工质量及进度。型钢与混凝土模型。
4.2高支模施工节点工艺模拟
本工程高支模部分超过9处,为使高支模施工能够安全有效进行,预先进行3维架体排布、确定安全网铺设位置、混凝土分层浇筑高度、剪刀撑位置及间距、梁柱节点加固方式、顶托自由端超长部位进行调整,最后制作成施工模拟动画对现场作业人员进行模拟交底,明确注意事项。高支模架体参数模型。
4.3施工模拟及进度控制分析
通过超前模拟施工,对爬架顶升、塔吊附墙、人货电梯附墙位置及时间进行分析,确定合理的时间及位置,保障施工进度。通过进度模型分析,综合考虑施工流水段施工,确定优先施工区域。根据对模型进度控制明确施工产值;使得形象进度更加可视化、直观化。现场整体进度三维模型。

5、各部分方案优化及技术交底通过模型直观可视性对复杂节点的工序排布、施工难点作以优化并进行三维交底。本项目利用BIM技术对一下几个关键方面做了优化后交底。
5.1兰州中心海底世界
兰州中心海底世界标高、预留孔洞、异形构造、混凝土标号均较多,通过建立BIM模型,发现建筑与结构之间的问题,确定异形构造的支模方案及混凝土浇筑方案,通过设置不同标号混凝土颜色方案,更加清晰不同标号混凝土浇筑位置。
5.2消防水池与旋转汽车坡道相结合
希尔顿酒店消防水池结构形式较复杂,为保证混凝土连续浇筑不产生施工冷缝、跑模涨模等不良后果;利用BIM模型对支模体系、混凝土浇筑面内外标高控制、放坡比例、施工次序等进行逐一分析,并利用三维施工模拟进行交底,从而保证施工质量。
5.3泵管布置优化
由于施工现场狭窄,可泵送点选择有限,综合考虑塔吊、场内交通、生活区环境等因素、确定合理的泵送点,明确泵管加固方式及附墙位置。确定裙房泵管分流位置,节约泵管,降低成本。
5.4BIM二次样板砌筑和机电管线排布
通过建立BIM模型,对标准层进行BIM样板砌筑,明确构造柱位置。改变以往CAD排砖,利用三维模型排砖更加真实、可视化。通过建立机电模型,和土建模型整合,完成碰撞调整,综合管道排布,生成管道支架及加工图。
5.5塔楼幕墙、裙房网架优化
建立塔楼外幕墙BIM模型,发现幕墙预埋位置偏差,对幕墙效果进行可视化分析。优化最佳效果;本工程裙房网架全为变截面不等高异形,二维图纸指导施工困难较大,且容易出错。通过分析体量建立模型,明确网架结构形式,更加直观地指导施工,且做到了对网架材料的精确算量。针对现场安全防护进行BIM三维交底、做到规范化、标准化、可视化施工,使得现场作业人员更加明确,管理人员交底变的更加简单。

6、工程量统计分析利用BIM技术提取各构件信息、便于物资提料、有效控制现场材料使用情况,形成工程材料明细表,然后按模型中划分好的流水段提取砼工程裙房网架和幕墙三维模型量和钢筋工程量配合成本完成3算工作。具体实施主要是在BIM模型中快速对现场各段各层各标号的混凝土方量、模板面积、钢筋用量及水电管线数量进行输出,配合成本完成3算。可视化的三维钢筋模型,使得现场质量验收变的更加简单快捷,质检人员只需拿着模型就可以对钢筋锚固长度、搭接位置、钢筋型号、箍筋间距等进行检查验收。改变了以往拿着图集、二维图纸验收。加快了工作效率、提高了工作质量。
7、方案优化、管线线路优化设计利用BIM技术通过对机电模型的建模,与土建进行模型整合,完成管道碰撞检测及调整,通过模型整合后的碰撞检查,及时发现并优化后期可能遇到的管线结构间问题,减少人材机的浪费。经过碰撞检查,就可以发现一些问题。通过对复杂机房管道进行排列,发现碰撞问题提前解决,将问题消化在工程前期,节约工期。通过模型直观可视性对复杂节点的工序排布、施工难点作以优化,按照三维图纸对支吊架数量及形式进行统计,形成二维可视化加工图,按照支吊架型号及编号批量进行加工,施工现场按照编号进行安装,最终完成管线布置。
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