BIM技術在超高層建筑中的應用

榮超

摘要：BIM在建筑高層施工中的使用，能夠將工程所遇到的問題在中做出正確解決辦法，并可加強工程之協同作業模式。建筑信息型也是一種在設計、造及管理上應用信息技術之手段，能夠使建筑工程在其整個生命周期中顯著提高效率和大量減少風險。

關鍵詞：BIM技術；超高層建筑中；應用

BIM是以3D數字技術，將建筑工程中各個作業之種相關信息整合數字技術，將建筑工程中各個作業之種相關信息整合數字技術，將建筑工程中各個作業之種相關信息整合數字技術，將建筑工程中各個作業之種相關信息整合起來，并對各個信息作完善的描述。BIM能夠在建筑全生命周期中應用，通過建立BIM模型，能夠實時對超高層建筑工程項目的建設進行三維立體模擬，規范超高層建筑工程項目建設人員在過程中的操作行為，更好控制項目在實際建設中的進度和風險，模型的信息能夠提供建筑物不同階段其需要的信息，BIM在生命周期中的運用概念。BIM在建筑生命周期中的應用可以分為，從一開始的程序設計、概念設計、詳細設計、進行建筑物相關分析、產生施工圖、材料生產與制作、營造排程與成本、建筑物建造、建筑物營運與維護管理、到最后的拆除和翻新與整修階段。

1 BIM技術特點

BIM具有可視化，協同性，模擬性，優化性和可出圖性等五大特性。利用三維模型可視化，將建筑體以3D模型X-Y-Z幾何參數化、也可以在幾何構件上定義非幾何參數，例如：構件材料屬性、數量、單價、供應時程、供貨商、物料編號等面向對象設計模擬，可以預先模擬與查看所設計的建筑物。無論是空間使用優化、符合法規、選擇建物座向方案、預先模擬各個項目施工會面臨的錯漏、碰撞短缺細節部分，是否滿足業主的要求，尤其因應業主經常需求變動所引起的工程變更仿真，可快速精準提出解決方案。對建造階段的施工時序、定位校正、安全，物料清單預制等眾多仿真，就是將實際建造過程在計算機上的虛擬現實仿真，預警工程施工將可能面臨的錯誤、遺漏、碰撞與短缺問題。

由Autodesk Reivt系統建模，該模型所定義X-Y-Z空間幾何依實際比例放大，作為施工期間指導、學習、安裝、建置與流程等仿真，可有效減少錯誤的施工浪費與損失。竣工后，透過BIM模型設備管理系統功能與營運維護管理系統整合后，增加智能數據如GPS、GIS空間地理信息，可及時提供業主一系列重要信息，如強弱電設備、管線、位置、與地圖空間坐標等。業主只要智能手機，在物業管理系統上，便可利用BIM的3D峻工模型，直接查詢所有設施設備相關信息，同時自動產生經過授權的維修工單及所有設備數據。

2 BIM技術在超高層建筑施工中的應用

2.1模型預加載

超高層施工中，結構復雜，施工過程中安全隱患較多。為了確保施工過程中結構的安全性，在模型完成后，可通過Revit中的分析選項對已建好的模型進行預加載，編輯荷載名稱、類型、性質，設置組合荷載系數公式，對設置好的集中荷載（點荷載）、均布荷載（線、面荷載）加載到單個構件或者整體框架上來分析結構構件的受力性能，從而找出受力最不利部位，現場工程技術人員根據模型受力分析編制相應措施性施工方案，針對結構最不利受力部位，在混凝土澆筑時，達到標準強度之前、之后分別采取不同的加固措施，確保結構安全性和施工過程中的安全保障。

2.2碰撞問題及復雜節點等施工模擬

在設計模型的基礎上結合施工進度進行深化設計，形成可指導輔助現場施工的施工模型，同時對復雜鋼筋節點進行深化設計，提前解決施工現場鋼筋綁扎難、材料浪費等問題。對于超高層建筑結構，通常涵蓋了土建、鋼結構、機電安裝等多個專業同時交叉施工的情況，施工過程中，各專業間也會產生一定的沖突，特別是在主體核心筒施工時，結構框架不是簡單的鋼混結構，通常情況下，在墻體中會有鋼板墻等大型鋼構件。深化設計過程中，鋼結構方提供了提資圖后，土建技術人員在深化設計時，需要對著配筋圖手動測量尺寸確定接駁器或者開孔位置，這樣難免會有偏差，而利用Revit進行三維建模，可直接將配筋圖導入，在三維模型中檢查鋼筋與鋼骨碰撞情況，從而快速、準確地找出需要連接深化的部位，提高技術人員工作精度與效率。同理，在處理土建與機電管道沖突過程中，也可利用模型準確地找到需要開孔的部位、孔尺寸大小，從而避免二次結構施工以及管道安裝時反復開孔，浪費材料、人工。

2.3三維算量

對于超高層特大型項目，土建專業為了滿足機電安裝的需求，需要在樓板、砌體結構上開設大量洞口；為了保證土建鋼筋的連接，需要在鋼板墻、鋼柱、鋼梁上焊接大量接駁器、連接板、開設孔洞，這無疑在原設計基礎上增加了很多工程量；同時，剪力墻、巨型柱內也會有鋼骨，如果純人工計算，計算量大、耗時長而且計算精度不準確，不利于工程竣工結算。而利用Revit等軟件建模之后，在構件屬性欄中會有構件各種屬性參數，包括材質、體積等，同時在Revit明細表中，也可根據用戶需要列出構件不同的參數，并且此清單可與廣聯達等算量軟件對接，技術人員能快速、準確地統計工程實際工程量，方便竣工結算。另外，技術人員也可根據列表中所列出的體積、剪切長度，x，y，z軸對正方式等參數來檢查建模的精確度。

3 BIM云平臺信息技術

在項目建設過程中，將施工計劃與BIM模型相結合，將傳統的甘特圖轉化為三維的建造模擬過程，可在施工前做出合理安排，優化施工進度，并提高各專業協調水平。進行主體結構施工前，建立各質量樣板模型，上傳至BIM云平臺，利用移動端進行現場質量驗收，大大方便了管理人員對現場質量的把控。同時采用無人機技術對施工進度進行信息采集，并利用BIM云平臺的視點功能反饋現場實際施工進度，將施工進度情況與模型結合發送至項目建設參與方，大大提高了對施工進度的管理。同時項目引進云平臺信息系統，全方位的實現了BIM技術與施工現場的高度結合，提高了BIM技術的落地化應用。互聯網+BIM云平臺采用“云+端” 的模式，所有數據（BIM模型、現場采集的數據、協同的數據等）均存儲于云平臺，各應用端均可調用數據及傳遞數據。

4 結束語

本文通過介紹BIM技術在超高層建筑的應用技術、云平臺信息交流。可以看出BIM技術讓超高層建筑的施工管理更加高效，不僅在超高層建筑建設中能更全面直觀的模擬4D效果，使得整個項目全生命周期協同設計和管理，同時節約了施工成本，減少施工工期。目前BIM技術二次開發在不斷地研究，各種難題得到逐步解決，BIM技術不僅在超高層建筑中，甚至其他領域也有更快速的發展。

參考文獻：

[1]唐峻峰，汪潔.BIM技術在成都環球貿易廣場超高層建筑施工中的應用[J].施工技術，2017，46（11）：151-153.

[2]任文. BIM技術在超高層建筑施工中的應用研究[D].西安建筑科技大學，2016.

（作者單位：云南大學滇池學院）