探析山地異型結構施工中BIM技術的應用

摘要：隨著時代的發展和社會經濟的進步，BIM技術應運而生，將BIM技術應用到具體的施工工程，具有一系列的意義和價值，它通過三維空間實體模型的構建，可以對施工過程進行可視化的指導，通過整合現場資源，施工過程中的溝通效率得到了顯著提高，并且將時間信息也可以加入到模型中，這樣通過4D模型來模擬施工現場，工作效率就得到了大大的提高，施工成本也得到了有效的控制。本文簡要分析了山地異型結構施工中BIM技術的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：山地異型結構；BIM技術；應用分析

1、工程概況

本工程位于北京某山北麓，西邊有一個水庫，是一項綜合性的山地建筑工程。工程位于某山山脊線的山坳中，面向西邊水庫，在總體規劃時，將出發點作為棲山望水，充分結合了自然地勢，形成的建筑形體具有高線狀層層跌落，將山體的自然輪廓特征給有效的保持了下來，有效地統一了山體和建筑。本山地建筑有7層地上部分，有三層是地下部分，將鋼筋混凝土框架剪力墻結構作為主要的結構形式，將獨立樁基作為基礎，部分區域因為有較厚的人工填土，那么采用的是人工挖孔灌注樁基礎，本工程的總建筑面積達到45400平方米。

2、施工難點

一是山地建筑施工：因為本工程項目坐落的山坡十分不規則，需要隨著自然山勢來布置建筑物的內部空間，沒有可循規律存在于建筑基礎和上部空間中，還會有很多的交叉矛盾存在于各個層次之間。隨著山勢起伏，整個工程結構逐層上去，因此，相較于正常工程來講，本工程在防水、排水以及機電管線的布置方面也存在著較大的差異，和常規工程有著截然不同的施工工序，因此有著較大的施工難度。

二是異型結構施工：本工程項目有著特別獨特的造型，并且功能比較復雜，建筑也沒有一個規則的平面形狀。針對這個問題，一共將幾十塊石頭設置在了結構中，這里講到的石頭指的是異型混凝土結構，它是由斜墻和斜柱組成的，這樣建筑物的獨特造型才可以有效實現。斜墻和斜柱有著不同的傾斜角度，沒有固定的規律，并且也沒有將斜墻和斜柱的定位尺寸標注在結構圖紙上，那么就給很多工序的施工帶來了很大的難度，比如鋼筋的綁扎、模板的支設、混凝土的澆筑等等。

3、BIM技術在山地異型結構工程中的應用

三維空間實體建模：因為本工程項目有著特別獨特的造型和比較復雜的功能，那么如果只用二維圖紙來表現這類圖紙，那么就會增加設計和施工的難度。同時，因為建筑有著特別獨特的造型，不同專業管線復雜的綜合起來，這樣就增加了不同單位的配合難度，比如精裝修施工單位、土建施工單位等等，因此，就需要采用直觀的建筑模型。利用BIM技術來進行三維空間建模，可以參數化這些構件，這樣三維模型就被完整的構建了起來。整個三維模型其實作為數據庫而存在，涵蓋了所有項目的所需數據，不僅可以統計相關的工程量，還可以對構件實體的幾何參數和空間位置等參數進行提取和修改。在施工設計方面，通過三維空間建模，可以對設計起到輔助的作用，在對方案進行深化的過程中，可以在立體空間中進行精確定位。并且因為三維模型可以將各種圖紙給關聯起來，這樣出圖效率就得到了大大的提高。并且三維模型還可以有效控制建筑構件的尺寸，還可以利用族文件來驅動控制局部構件參數，這樣就可以將參數化設計的優勢給充分的發揮出來。它將一個完整的工作平臺提供給了所有專業，在同一個軟件平臺上，不同的專業可以同時進行三維設計，這樣就不需要對接圖紙，對一種工作重復性進行，提高了工作效率，還可以更加順利的進行以后的管線綜合以及配合施工問題。從施工方來講，通過三維空間建模，可以對現場施工進行協助，綜合深化之后，可以實時模擬和預演設計成果，建筑物的每一個角落每一根管線都可以讓人們清楚的看到，這樣就可以直觀看到設計成果。

可視化施工：從建筑施工的角度上來講，通過可視化施工，可以有效的模擬現實以及方案設計，可以將工程各個階段的情況給形象直觀的表現出來，對于現場施工起到有效的指導作用。在此基礎上，來設置三維虛擬漫游，可以完整的展示出來整個項目。

異型結構施工：通過三維坐標可以將建筑圖紙上門窗洞口位置以及石頭形狀給有效的標識出來。因此，通過軟件構件的三維模型，對石頭的外部輪廓、形狀變化以及門窗洞口留置等復雜區域的三維坐標進行測量，并且對斜墻、斜柱和斜屋面的坡度等數據進行測量，對斜墻、斜柱距軸線的距離和斜率進行計算，依據這些計算結果來進行控制，然后將計算機的各種輔助設計軟件以及其他的測控方法充分利用起來，這樣就可以平面轉化空間結構測量以及測控問題，測控難度得到了大大的降低，最后只需要在相應的樓層平面位置上利用全站儀的測量特性來定位所需要的位置點，下一步施工依然采用傳統的施工方法來進行。在施工時，可以任意剖切圖紙，采用不同的位置和角度，這樣剖面圖就可以自動形成，可以隨時檢查現場施工的施工效果，給予必要的指導，通過模型的分析，以及預測加工模型，來對現場鋼筋和模板的安裝工作進行必要的指導，對施工方案進行必要的優化，這樣才可以合理有序的施工，施工可以更加便捷順利的進行。

現場整合：在本項目工程施工過程中，遇到了很多的難點和問題，比如施工工序、場地狀況、機械設備、腳手架以及周轉材料等，會在很大程度上影響到工程施工。那么就可以充分利用BIM技術來進行必要的現場整合，利用模型提供的信息來進行必要的優化，比如物理信息、規則信息、幾何信息等等，優化那些有著較高復雜程度的建筑。具體來講，包括這些方面的內容，一是現場指導，通過模型來指導施工；二是現場跟蹤，將各種先進技術充分利用起來，比如激光掃描、GPS、移動通訊等；三是要對工作人員的施工進行指導時，可以充分利用項目的BIM模型來進行。

4、結語

通過實踐研究表明，在一些有著獨特造型和復雜工程的施工工程項目中應用BIM技術，可以充分展現BIM技術斜柱施工的能力，給予現場施工必要的指導，提高施工的精準度，同時，工作效率也可以得到顯著提高，施工成本得到了顯著降低。但是，通過實踐，我們發現BIM技術存在著很多的局限性，比如因為只能夠在建筑和結構專業內應用，那么就無法實現其他的一些強大功能；缺少本地化族資源等等。

參考文獻

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