BIM的4D施工模擬技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用研究

在開(kāi)展4d施工模擬活動(dòng)過(guò)程中,需要將bim技術(shù)作為核心指導(dǎo)服務(wù)器具基礎(chǔ)上,結(jié)合公共建筑等關(guān)鍵性工程背景,利用必要性軟件程序,進(jìn)行有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)與機(jī)電設(shè)備的專業(yè)化bim模型創(chuàng)建,并且提供和施工進(jìn)度緊密關(guān)聯(lián)的文件,力求針對(duì)整個(gè)施工流程和現(xiàn)場(chǎng)布置狀況加以清晰動(dòng)態(tài)化地展示。如此一來(lái),不單單可以如實(shí)地映射出整個(gè)工程的組織狀況,同時(shí)在可視化管理環(huán)境下可以順利貫徹4d施工進(jìn)度的模擬指標(biāo),為日后各類大規(guī)模建設(shè)項(xiàng)目協(xié)調(diào)性監(jiān)管,提供有力的保障條件。

第37卷第4期 2012年8月 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版 journalofguangxiuniversity：natscied vol．37no．4 aug．2012 收稿日期：2011-12-23；修訂日期：2012-06-01 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（71172148）；住建部軟課題基金項(xiàng)目（2010-r3-18） 通訊聯(lián)系人：王雪青（1965-），女，浙江溫州人，天津大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師；e-mail：wxqtju@126．com。 文章編號(hào)：1001-7445（2012）04-0814-06 基于bim實(shí)時(shí)施工模型的4d模擬 王雪青 1 ，張康照 1 ，謝銀 2 （1.天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津300072；2.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海200092） 摘要：4d技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給建設(shè)項(xiàng)目帶

文章通過(guò)總結(jié)廣西建工集團(tuán)第五建筑工程有限責(zé)任公司大量在建工程在施工模擬與優(yōu)化方面應(yīng)用bim技術(shù)的經(jīng)驗(yàn),較為詳細(xì)地分析了施工組織模擬與優(yōu)化、施工工藝與優(yōu)化等方面的內(nèi)容,展現(xiàn)了在基于bim技術(shù)下施工模擬優(yōu)化的先進(jìn)性,在bim技術(shù)逐漸普及的今天,將對(duì)施工組織模擬、施工工藝模擬產(chǎn)生積極的影響。

某銀行金融服務(wù)中心b區(qū)營(yíng)業(yè)廳及會(huì)議中心主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),南面為懸挑結(jié)構(gòu),最大懸挑長(zhǎng)度為17m,采用大跨度空間鋼桁架結(jié)構(gòu)。該大跨度空間鋼桁架結(jié)構(gòu)質(zhì)量大,在結(jié)構(gòu)吊裝過(guò)程中,結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)經(jīng)歷突變,節(jié)點(diǎn)應(yīng)力及變形狀態(tài)復(fù)雜。為保證結(jié)構(gòu)安全,文章運(yùn)用sap2000軟件對(duì)該懸挑結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工模擬分析,分析其內(nèi)力及變形變化規(guī)律,為結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程及其變形監(jiān)測(cè)提供理論依據(jù)。

利用bim技術(shù)可以建立建筑物信息化模型,在施工安裝前進(jìn)行模擬分析,從而對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)行指導(dǎo),同時(shí)可以提高工程質(zhì)量和施工效率.以某大型鋼結(jié)構(gòu)為對(duì)象進(jìn)行研究,分析鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的難點(diǎn),同時(shí)介紹了bim技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用狀況,并總結(jié)了在大型鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中,利用bim技術(shù)可以搭建信息化模型,解決安裝過(guò)程中的碰撞問(wèn)題并模擬整個(gè)施工過(guò)程,同時(shí)還可以監(jiān)測(cè)安裝精度等應(yīng)用優(yōu)勢(shì).

對(duì)bim技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單概述,繼而以某碼頭為例,從板樁施工、編碼標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)件命名與模型劃分3個(gè)方面對(duì)口碼頭施工模擬bim技術(shù)的具體應(yīng)用展開(kāi)分析,并對(duì)這一技術(shù)取得的應(yīng)用效果予以闡述.

對(duì)bim技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單概述,繼而以某碼頭為例,從板樁施工、編碼標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)件命名與模型劃分3個(gè)方面對(duì)口碼頭施工模擬bim技術(shù)的具體應(yīng)用展開(kāi)分析,并對(duì)這一技術(shù)取得的應(yīng)用效果予以闡述。

本文分析了港口碼頭施工技術(shù)現(xiàn)狀，以實(shí)際工程ashdod港口碼頭項(xiàng)目板樁施工作為案例，應(yīng)用bim技術(shù)對(duì)港口碼頭板樁施工過(guò)程進(jìn)行了研究，建立了板樁構(gòu)件模型，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行了bim模擬。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工工況，編制了板樁構(gòu)件bim代碼，為港口碼頭可視化施工及工期規(guī)劃提供了技術(shù)支持，研究成果在配合板樁施工及bim信息管理應(yīng)用中效果顯著，具有重要的推廣價(jià)值。

本文在bim系統(tǒng)三維模型的基礎(chǔ)上,探索施工模擬技術(shù)在醫(yī)藥項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程的可視化預(yù)演；經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)成品的預(yù)先驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)大型設(shè)備立體吊裝過(guò)程中的碰撞問(wèn)題；經(jīng)過(guò)綜合方案對(duì)比,得到最優(yōu)化施工方案用于指導(dǎo)施工。施工模擬技術(shù)的應(yīng)用有效減少了實(shí)際施工過(guò)程中的問(wèn)題數(shù)量,縮短施工工期,節(jié)約施工費(fèi)用。

某超高層為大懸臂轉(zhuǎn)換鋼桁架結(jié)構(gòu)體系,懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工支撐采用鋼桁架胎架,胎架在懸挑部分安裝焊接后拆除.為確保施工安全及結(jié)構(gòu)質(zhì)量,對(duì)整個(gè)施工過(guò)程在施工前進(jìn)行有限元模擬分析,對(duì)結(jié)構(gòu)受力變化規(guī)律進(jìn)行分析,進(jìn)行變形檢測(cè).

珠海仁恒濱海中心a標(biāo)段塔樓東側(cè)懸掛鋼結(jié)構(gòu)為自承重懸掛體系,具有造型新穎奇特、結(jié)構(gòu)傳力方式特殊的特點(diǎn)。超高層建筑結(jié)構(gòu)傳力路徑長(zhǎng),路徑效應(yīng)顯著,在施工過(guò)程中存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。為保證施工過(guò)程的安全性,利用有限元軟件對(duì)4種不同方案施工順序進(jìn)行了對(duì)比分析,研究不同施工順序?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力變形的影響。將正常施工模擬結(jié)果與一次整體加載結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,分析結(jié)果表明考慮幾何非線性的模擬施工方法與一次性整體加載所計(jì)算的結(jié)果有很大不同,前者更接近結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)。

蘇州火車站鋼結(jié)構(gòu)屋蓋為大跨度屋蓋結(jié)構(gòu),屋蓋為雙向布置的空間菱形桁架結(jié)構(gòu)。根據(jù)站房的分期建設(shè)需要,對(duì)結(jié)構(gòu)通過(guò)單元逐步激活技術(shù)進(jìn)行了階段施工模擬分析。根據(jù)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的安裝方案,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)卸載模擬分析,分析中同時(shí)考慮了施工期間各榀空間桁架的安裝溫度和合攏溫度對(duì)結(jié)構(gòu)撓度及桿件應(yīng)力的影響。撓度實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值符合較好,為鋼結(jié)構(gòu)屋蓋卸載提供了科學(xué)依據(jù)。

廣東科學(xué)中心由于主體采用鋼結(jié)構(gòu)形式,跨度較大,施工的先后順序?qū)κ┕み^(guò)程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和施工完畢后結(jié)構(gòu)的位移、構(gòu)件的內(nèi)力有較大的影響。有必要尋找一種通用、可靠的計(jì)算方法來(lái)提高施工分析的效率與精確性,確保計(jì)算結(jié)果能切實(shí)有效地指導(dǎo)實(shí)際工程施工。e區(qū)為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)體系,結(jié)合施工條件,制定了一整套完整的施工方案,并采用有限元軟件ansys對(duì)該區(qū)結(jié)構(gòu)施工方案進(jìn)行了模擬計(jì)算分析,確定在施工過(guò)程中各控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值與撓度值,得出整個(gè)工程中的關(guān)鍵工況。監(jiān)測(cè)結(jié)果證實(shí)了該施工方案的可行性和可靠性,也表明利用通用有限元軟件ansys對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工模擬是高效的,可為工程施工提供科學(xué)依據(jù)。

杭州奧體博覽中心主體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)施工模擬分析_周觀根

珠海仁恒濱海中心a標(biāo)段塔樓東側(cè)懸掛鋼結(jié)構(gòu)為自承重懸掛體系，具有造型新穎奇特、結(jié)構(gòu)傳力方式特殊的特點(diǎn)。超高層建筑結(jié)構(gòu)傳力路徑長(zhǎng)，路徑效應(yīng)顯著，在施工過(guò)程中存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。為保證施工過(guò)程的安全性，利用有限元軟件對(duì)4種不同方案施工順序進(jìn)行了對(duì)比分析，研究不同施工順序?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力變形的影響。將正常施工模擬結(jié)果與一次整體加載結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，分析結(jié)果表明考慮幾何非線性的模擬施工方法與一次性整體加載所計(jì)算的結(jié)果有很大不同，前者更接近結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)。

為探索基于bim技術(shù)的四維可視化動(dòng)態(tài)施工模擬技術(shù)的具體應(yīng)用策略,以某高校圖書(shū)館建筑為例,闡述了bim技術(shù)在施工模擬中的具體應(yīng)用方法,將project文件與revit模型通過(guò)autodestnavisworks軟件關(guān)聯(lián)起來(lái),實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的四維可視化動(dòng)態(tài)模擬,從而為項(xiàng)目管理者進(jìn)行施工管理提供了一種全新的方法。結(jié)果表明:基于bim技術(shù)的四維可視化動(dòng)態(tài)施工模擬技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程的模擬,并解決傳統(tǒng)模擬軟件所存在的缺陷,因此基于bim技術(shù)的四維可視化動(dòng)態(tài)施工模擬技術(shù)應(yīng)該在施工項(xiàng)目中進(jìn)行大力推廣。

基于bim三維信息化模型提出在bim信息化管理平臺(tái)上借助二維碼技術(shù)將施工過(guò)程中物料信息與物料進(jìn)行鏈接的設(shè)計(jì)方法.搭建以bim三維模型為基礎(chǔ)的協(xié)同應(yīng)用平臺(tái)網(wǎng)站,有效提高對(duì)施工資料的管理與查詢效率,從而可將施工信息及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)施工人員,以便現(xiàn)場(chǎng)人員采取施工控制和應(yīng)急措施.將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于關(guān)漢卿大劇院鋼結(jié)構(gòu)屋蓋施工中,大大減小了復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程在實(shí)際安裝過(guò)程中所出現(xiàn)的錯(cuò)裝、漏裝、碰損等情況,提高了施工效率,節(jié)約了成本.

目前在建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)是其主要采取的建筑結(jié)構(gòu)形式之一，因此在實(shí)際的施工過(guò)程中必須要對(duì)其各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的管控，從而確保鋼結(jié)構(gòu)施工流程可以順利的進(jìn)行。而現(xiàn)今在鋼結(jié)構(gòu)施工及風(fēng)險(xiǎn)管理中所采用的技術(shù)不斷的完善，其中bim技術(shù)的應(yīng)用有效的提高了建筑鋼結(jié)構(gòu)整體的施工水平及風(fēng)險(xiǎn)管理效果，具有較好的實(shí)用價(jià)值，以下則，對(duì)bim技術(shù)實(shí)際的應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析。

用有限元強(qiáng)度折減法計(jì)算出的安全系數(shù)作為評(píng)價(jià)隧道圍巖穩(wěn)定性的指標(biāo),借助于ansys程序,使用莫爾-庫(kù)侖等面積圓屈服準(zhǔn)則,計(jì)算嵩山隧道的安全系數(shù),通過(guò)分析比較確定最優(yōu)開(kāi)挖方案;對(duì)隧道的開(kāi)挖支護(hù)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)、塑性區(qū)和支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化規(guī)律,為隧道工程施工提供理論指導(dǎo)。

bim技術(shù)是現(xiàn)代建筑施工中的關(guān)鍵技術(shù)類型,將傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)由多維化過(guò)度,并能夠應(yīng)用于整個(gè)建筑的生命周期,對(duì)推動(dòng)建筑功能性與服務(wù)性具有積極的作用.鋼結(jié)構(gòu)工程施工中,利用bim技術(shù)可創(chuàng)造可觀的施工效益.但是,實(shí)際的應(yīng)用中,確實(shí)存在軟件掌握不良和應(yīng)用效果不佳的問(wèn)題,制約鋼結(jié)構(gòu)工程施工的效率和質(zhì)量改善,亟需改進(jìn)與完善.基于此,本文結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)建筑工程為例,分析bim技術(shù)的具體應(yīng)用,內(nèi)容如下.

在鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)施工管理中，需要定位項(xiàng)目的難點(diǎn)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行總結(jié)，科學(xué)使用bim技術(shù)，不僅要將前期的一些策劃工作做好，也要做好對(duì)過(guò)程的控制，還要注意效果的檢查。鋼結(jié)構(gòu)施工的bim技術(shù)模型建立需要使用相應(yīng)的軟件，做好碰撞檢查和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的深化。在實(shí)際施工中運(yùn)用bim技術(shù)，對(duì)施工管理進(jìn)行細(xì)化，可以讓鋼結(jié)構(gòu)施工的整體質(zhì)量得到提升。本文分析的就是在鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)施工管理中bim技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

bim技術(shù)科學(xué)的運(yùn)用于橋梁施工的過(guò)程,可以使得設(shè)計(jì)意圖獲得更好的體現(xiàn),并且能夠有效減少施工過(guò)程中所留下的安全隱患,從而使得施工效益以及施工安全性得到一定程度的提升.本文主要就bim技術(shù)在橋梁施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析.