BIM技术在超高层建筑中的应用

BIM技术在超高层建筑中的应用
作者：荣超
来源：《名城绘》2019年第03期
摘要：BIM在建筑高层施工中的使用，能够将工程所遇到的问题在中做出正确解决办法，并可加强工程之协同作业模式。

建筑信息型也是一种在设计、造及管理上应用信息技术之手段，能够使建筑工程在其整个生命周期中显着提高效率和大量减少风险。

关键词：BIM技术；超高层建筑中；应用
BIM是以3D数字技术，将建筑工程中各个作业之种相关信息整合数字技术，将建筑工程中各个作业之种相关信息整合数字技术，将建筑工程中各个作业之种相关信息整合数字技术，将建筑工程中各个作业之种相关信息整合起来，并对各个信息作完善的描述。

BIM能够在建筑全生命周期中应用，通过建立BIM模型，能够实时对超高层建筑工程项目的建设进行三维立体模拟，规范超高层建筑工程项目建设人员在过程中的操作行为，更好控制项目在实际建设中的进度和风险，模型的信息能够提供建筑物不同阶段其需要的信息，BIM在生命周期中的运用概念。

BIM在建筑生命周期中的应用可以分为，从一开始的程序设计、概念设计、详细设计、进行建筑物相关分析、产生施工图、材料生产与制作、营造排程与成本、建筑物建造、建筑物营运与维护管理、到最后的拆除和翻新与整修阶段。

1 BIM技术特点
BIM具有可视化，协同性，模拟性，优化性和可出图性等五大特性。

利用三维模型可视化，将建筑体以3D模型X-Y-Z几何参数化、也可以在几何构件上定义非几何参数，例如：构件材料属性、数量、单价、供应时程、供货商、物料编号等面向对象设计模拟，可以预先模拟与查看所设计的建筑物。

无论是空间使用优化、符合法规、选择建物座向方案、预先模拟各个项目施工会面临的错漏、碰撞短缺细节部分，是否满足业主的要求，尤其因应业主经常需求变动所引起的工程变更仿真，可快速精准提出解决方案。

对建造阶段的施工时序、定位校正、安全，物料清单预制等众多仿真，就是将实际建造过程在计算机上的虚拟现实仿真，预警工程施工将可能面临的错误、遗漏、碰撞与短缺问题。

由Autodesk Reivt系统建模，该模型所定义X-Y-Z空间几何依实际比例放大，作为施工期间指导、学习、安装、建置与流程等仿真，可有效减少错误的施工浪费与损失。

竣工后，透过BIM模型设备管理系统功能与营运维护管理系统整合后，增加智能数据如GPS、GIS空间地理信息，可及时提供业主一系列重要信息，如强弱电设备、管线、位置、与地图空间坐标等。

业主只要智能手机，在物业管理系统上，便可利用BIM的3D峻工模型，直接查询所有设施设备相关信息，同时自动产生经过授权的维修工单及所有设备数据。

2 BIM技术在超高层建筑施工中的应用
2.1模型预加载
超高层施工中，结构复杂，施工过程中安全隐患较多。

为了确保施工过程中结构的安全性，在模型完成后，可通过Revit中的分析选项对已建好的模型进行预加载，编辑荷载名称、类型、性质，设置组合荷载系数公式，对设置好的集中荷载（点荷载）、均布荷载（线、面荷载）加载到单个构件或者整体框架上来分析结构构件的受力性能，从而找出受力最不利部位，现场工程技术人员根据模型受力分析编制相应措施性施工方案，针对结构最不利受力部位，在混凝土浇筑时，达到标准强度之前、之后分别采取不同的加固措施，确保结构安全性和施工过程中的安全保障。

2.2碰撞问题及复杂节点等施工模拟
在设计模型的基础上结合施工进度进行深化设计，形成可指导辅助现场施工的施工模型，同时对复杂钢筋节点进行深化设计，提前解决施工现场钢筋绑扎难、材料浪费等问题。

对于超高层建筑结构，通常涵盖了土建、钢结构、机电安装等多个专业同时交叉施工的情况，施工过程中，各专业间也会产生一定的冲突，特别是在主体核心筒施工时，结构框架不是简单的钢混结构，通常情况下，在墙体中会有钢板墙等大型钢构件。

深化设计过程中，钢结构方提供了提资图后，土建技术人员在深化设计时，需要对着配筋图手动测量尺寸确定接驳器或者开孔位置，这样难免会有偏差，而利用Revit进行三维建模，可直接将配筋图导入，在三维模型中检查钢筋与钢骨碰撞情况，从而快速、准确地找出需要连接深化的部位，提高技术人员工作精度与效率。

同理，在处理土建与机电管道冲突过程中，也可利用模型准确地找到需要开孔的部位、孔尺寸大小，从而避免二次结构施工以及管道安装时反复开孔，浪费材料、人工。

2.3三维算量
对于超高层特大型项目，土建专业为了满足机电安装的需求，需要在楼板、砌体结构上开设大量洞口；为了保证土建钢筋的连接，需要在钢板墙、钢柱、钢梁上焊接大量接驳器、连接板、开设孔洞，这无疑在原设计基础上增加了很多工程量；同时，剪力墙、巨型柱内也会有钢骨，如果纯人工计算，计算量大、耗时长而且计算精度不准确，不利于工程竣工结算。

而利用Revit等软件建模之后，在构件属性栏中会有构件各种属性参数，包括材质、体积等，同时在Revit明细表中，也可根据用户需要列出构件不同的参数，并且此清单可与广联达等算量软件对接，技术人员能快速、準确地统计工程实际工程量，方便竣工结算。

另外，技术人员也可根据列表中所列出的体积、剪切长度，x，y，z轴对正方式等参数来检查建模的精确度。

3 BIM云平台信息技术
在项目建设过程中，将施工计划与BIM模型相结合，将传统的甘特图转化为三维的建造模拟过程，可在施工前做出合理安排，优化施工进度，并提高各专业协调水平。

进行主体结构施工前，建立各质量样板模型，上传至BIM云平台，利用移动端进行现场质量验收，大大方便了管理人员对现场质量的把控。

同时采用无人机技术对施工进度进行信息采集，并利用BIM
云平台的视点功能反馈现场实际施工进度，将施工进度情况与模型结合发送至项目建设参与方，大大提高了对施工进度的管理。

同时项目引进云平台信息系统，全方位的实现了BIM技术与施工现场的高度结合，提高了BIM技术的落地化应用。

互联网+BIM云平台采用“云+端” 的模式，所有数据（BIM模型、现场采集的数据、协同的数据等）均存储于云平台，各应用端均可调用数据及传递数据。

4 结束语
本文通过介绍BIM技术在超高层建筑的应用技术、云平台信息交流。

可以看出BIM技术让超高层建筑的施工管理更加高效，不仅在超高层建筑建设中能更全面直观的模拟4D效果，使得整个项目全生命周期协同设计和管理，同时节约了施工成本，减少施工工期。

目前BIM 技术二次开发在不断地研究，各种难题得到逐步解决，BIM技术不仅在超高层建筑中，甚至其他领域也有更快速的发展。

参考文献：
[1]唐峻峰，汪洁.BIM技术在成都环球贸易广场超高层建筑施工中的应用[J].施工技术，2017，46（11）：151-153.
[2]任文. BIM技术在超高层建筑施工中的应用研究[D].西安建筑科技大学，2016.
（作者单位：云南大学滇池学院）。