BIM如何施工现场模拟?BIM技术的施工现场临时设施规划
随着现代建筑规模的扩大,我们所需要的建筑器材以及工作人员也在不断增多,对于施工现场管理也提出更深层次的要求。除了常规的施工管理之外,施工现场的管理也同样是重中之重。而在BIM项目中,我们不仅仅可以用BIM施工模拟软件模拟施工,甚至还可以进行BIM施工现场布置,通过建立现场BIM模型,完善整个BIM施工现场,作为一个更便于管理和安全控制的施工现场。
施工现场临时设施规划
一、大型施工机械设施规划
大型机械设施的规划是整个项目施工现场临时设施规划中非常重要的一步。大型机械设施规划的好坏,往往能决定一个项目的施工进度和项目成本。在传统的大型机械设施平面规划中,施工方案的制定往往需要在平面图上推敲这些大型机械的合理布置方案。但是单一地看二维的CAD图纸和施工方案,很难发现施工过程中的问题。而利用BIM技术就可以通过三维模型较直观形象得选择更合理的平面规划布置,并清楚表达与建筑物主体结构的连接关系,选择合适的施工技术方案,提前解决施工过程中可能存在的问题。
(1)塔吊规划:
在施工过程中4台塔吊可能存在下列互相影响的状态:
相邻塔吊机身旋转时相互干扰;
双机抬吊时塔吊巴杆非常接近;
相邻塔吊辅助装置塔吊爬升框时相互贴近;
台风时节塔吊受风摇摆干扰。
塔吊运行空间分析与相互影响
塔吊相互影响的具体情况表现为:单台塔吊在运作过程中需要360旋转,不可避免会与相邻塔吊有相互干扰。由于塔吊本身的起重能力有限,并且存在部分重型构件,不可避免地需要采用双机抬吊的方式吊装构件,所以需要分析双机抬吊的临界状态。巴杆的竖向角度为15.5度时,水平转角为-58~58度,巴杆竖向角度为60度时,水平转角为-71~71度。台风季节风速大时,塔吊处于停机状态,机身受风的影响可能左右摆动,因此需要保证机身摆动时也处于安全状态。当一台塔吊的爬升框需要安装时,需要动用临近的两台塔吊帮助吊装。
为了准确判断以上几种情况出现时塔吊的运行位置,传统的方法有两种:第一种方法是利用CAD二维图纸进行位置的测量和计算,分析塔吊的极限状态;第二种方法是在现场观察塔吊的运行状态。这两种方法都存在很大的缺陷,利用二维图纸进行测算,往往不够直观,容易由于感官上的不足而导致问题产生;使用塔吊实际运行情况来分析的办法虽然可以直观准确地判断临界状态,但往往费时、费力,从而影响施工进度。而基于BIM软件进行塔吊的三维建模,并引入现场的模型进行分析,既可以通过三维的视角观察塔吊的运行状态,又能方便地调整塔吊的位置及工作状态来判断临界状态。
通过调整建立的三维模型中的参数值,能够快速实现塔吊最佳临近状态的位置,这种方式不仅不影响现场施工,还能够节约资源,缩短工期。
某工程塔吊最佳临近位置状态布置
(2)施工电梯规划
施工电梯的规划可以根据现有的建筑场地模型以及施工方案确定。根据BIM模型能够直观地判断出施工电梯所在的位置,与建筑物主体结构的连接关系,以及今后场地布置中人流、物流的疏散通道的关系。还可以在施工前了解今后外幕墙施工与施工电梯间的碰撞位置,以便及早出具相关的外幕墙施工方案,以及施工电梯的拆除方案。
①平面规划
②方案技术选型与模拟演示
③建模标准
④协调进度
在施工过程中,由于受到外界各个因素的干扰,施工进度不可能接完全按照原先计划的施工方案所确定的节点进行,因此,经常需要根据实际的现场情况进行调整。
二、现场物流规划
施工现场是一个涉及各种需求的复杂场地,其中建筑行业对于物流也有自己特殊的需求。BIM技术首先是一个信息收集系统,可以有效地将整个建筑物的相关信息录入收集,并以直观的方式表现出来。但是,其中的信息到底如何应用,必须结合相关的施工管理应用。这里首先介绍现场物流管理如何收集和整理信息。
(1)材料的规划
建筑工程涉及各种材料,有些材料为半成品,有些材料是完成品,对于不同的材料既有通用要求,也有特殊要求。材料进场应该有效地收集其运输路线、堆放场地及材料本身的信息,材料本身信息、包含:
①制造商的名称;
②产品标识(如品牌名称、颜色、库存编号等);
③任何其他的必要标示信息。
(2)材料的储存
对于不同用途的材料,必须根据实际施工情况确定其储存场地,应该明确地收集其储存场地的信息和相关的进出场信息。
三、现场人流规划
(1)现场总平面人流规划
现场总平面人流规划需要考虑现场正常的进出安全通道和应急时的逃生通道、施工现场和生活区之间的通道连接等主要部分。施工现场分为平面和竖向,生活区主要是平面。在生活区需要按照总体策划的人数规划好办公区,宿舍、食堂等生活区设施之间的人流。在施工区,需要考虑进出办公区通道、生活区通道、安全区通道设施、现场人流安全设施等,以及随着不同施工阶段工况的改变,相应的调整安全通道。
利用BIM技术来模拟、分配和管理各种建筑物中人流规划,采用三维模型来表现效果、检查碰撞、调整布局,最终形成可以直观展示的报告。
①工作内容
数字化表达
采用三维的模拟展示,以Revit,Navisworks为模型构建和动画演示的软件平台。这些模拟可能包括人流的疏散模拟结果、道路的交通要求、各种消防规范的安全约束系数等。
协同工作
采用软件模拟,专业工程师在模拟过程中及时发现问题,并进行发现-记录-解决流程,重新修订方案和模型。
②模型要求
在人流模拟前,需要定义模型的深度,模型的深度如表。
③交通人流4D模拟要求
使用Revit建模导出.nwc格式的图形文件,并导入Navisworks中进行模拟;
Navisworks三维动画视觉效果展示交通人流量运动碰撞时的场景;
按照相关规范要求、消防要求、建筑设计规范等,并按照施工方案指导模拟;
构筑物区域分解功能,同时展示各区域的交通流向、人员逃生路径;
准确确定在碰撞发生后需要修改处的正确尺寸。
交通人流4D模拟
(2)竖向交通人流规划
竖向人流通道设置在施工各个阶段均不相同,需要考虑人员的上下通道,并与总平面水平通道布局相衔接。考虑到正常通行的安全,应急时人员疏散通行的距离和速度,竖向通道位置均应与总平面的水平通道协调,考虑与水平通道口距离、吊机回转半径的安全范围、结构施工空间影响、物流的协调等。通过BIM模拟施工各个阶段上下通道的状况,模拟出竖向交通人流的合理性、可靠性和安全性,满足项目施工各阶段进展的人员通行要求。
①工作内容
竖向交通人流规划的主要工作内容包括反映通道体型大小,构建基本形状和尺寸等。同时,与主体模型结合后,反映出模型空间位置的合理性,结构安全的可靠性,以及与结构的连接方式。
人流模拟将利用Navisworks中的漫游功能,实现图形仿真,从而可以准确查明个体在各处行走时,是否会出现撞头、临边坠落等硬碰撞,与碰撞处理相结合控制人员运动,并调整模型。
采用软件模拟,专业工程师在模拟过程中及时发现问题,并进行发现-记录-解决流程,重新修订方案和模型。
②模型要求
基础施工阶段;结构施工阶段;装饰施工阶段
(3)人流规划与其他规划的统筹协调
①工作内容
人流规划是施工规划中的一项重要内容,需要重点考虑三个方面的统筹与协调。一是人流规划、机械规划和物流规划的界面协调。二是人流规划与人员活动区域(办公区、生活区、施工区)的关系协调。同时,与此相关的进出办公通道、生活区通道、安全区通道等设施也需要作充分的考虑和协调。三是人流规划与施工进度的关系协调。
上述三个方面的统筹与协调需要统一考虑下述问题:
相关规划内容的BIM模型的统一标准。
相关规划内容的BIM建模的统一标准。
相关规划内容的BIM表达方式。
②实现目标
可视化:通过BIM可以让我们实现施工项目在建造过程的沟通、讨论和决策在“所见即所得”的方式下进行。
协调性:在BIM模型中实现静态的差错检查,如人流是否和安全通道之间发生干涉或碰撞等。
动态模拟:如地震或者其他灾害发生时,人员逃生模拟及消防人员疏散模拟。
优化目标:利用BIM静态和动态功能,可以发现矛盾和冲突,因此可以更方便地对前期的一些不合理规划进行调整和优化,实现管理和组织上的更高效率、安全,经济效益更好。
统计和分析:根据施工进度建立和维护BIM模型,使用BIM平台汇总施工规划的各种信息,消除施工规划中的信息孤岛,并且将所有信息结合三维模型进行整理和存储,实现施工规划全过程项目各方信息的实时共享。
BIM技术是未来的趋势,学习、了解掌握更多BIM前言技术是大势所趋,欢迎更多BIMer加入BIM中文网大家庭(http://www.wanbim.com),一起共同探讨学习BIM技术,了解BIM应用!
相关培训