基于BIM技術(shù)的某高層施工組織設(shè)計

1、基于；IM技術(shù)的某高層施工組織設(shè)計土木工程學(xué)院2012級土木工程專業(yè)（3）班朱榮軍舒浩指導(dǎo)老師何夕平【摘要】伴隨著BIM理念在建筑行業(yè)內(nèi)不斷地被認(rèn)知和認(rèn)可，其作用也在建筑領(lǐng)域內(nèi)日益顯現(xiàn)，作為建設(shè)項目生命周期中至關(guān)重要的施工階段，BIM的運用將為施工企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生更為重要的影響。本畢業(yè)設(shè)計主要運用BIM技術(shù)對某高層進行施工組織設(shè)計。首先運用AutodeskRevit和廣聯(lián)達(dá)土建建模軟件建立三維實體模型，再運用廣聯(lián)達(dá)BIM施工現(xiàn)場布置軟件進行三維場地布置，然后運用Officeproject和廣聯(lián)達(dá)夢龍網(wǎng)絡(luò)計劃編制系統(tǒng)編制進度計劃，再通過廣聯(lián)達(dá)BIM5D軟件將建立的三維實體模型、三維場地模型和進度計

2、劃進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)4D施工模擬，最后通過廣聯(lián)達(dá)BIM模板腳手架設(shè)計和廣聯(lián)達(dá)施工安全設(shè)施計算軟件編制模板腳手架專項施工方案?！娟P(guān)鍵詞】BIM技術(shù)三維建模三維場布進度計劃施工模擬模板腳手架Abstract:AccompaniedbytheBIMconceptintheconstructionindustryconstantlybythecognitionandtheapproval,itsrolewasalsointhefieldofconstructionappearsdaybyday,astheconstructionstageofconstructionprojectlifecycleisve

3、ryimportant,theuseofBIMwillproductionofconstructionenterpriseshaveamoreimportantinfluence.ThisdesignmainlyusestheBIMtechnologytocarryontheconstructionorganizationdesigntosomehighlevel.FirstuseAutodeskRevitandtheCivilglodonsoftwaremodelingthree-dimensionalsolidmodelisestablished,andthenusetheGlodonBI

4、Mconstructionsitelayoutsoftwarefor3Dsitelayout,andthenusetheofficeprojectandglodonMenglongnetworkplansystemplan,againthroughtheanalysisBIM5Dsoftwarewillestablishthree-dimensionalsolidmodeland3DmodelofasiteandscheduleAssociation,4Dconstructionsimulationisrealized,finallysoftwaretemplatespecialscaffol

5、dconstructionschemeglodonBIMformworkandscaffolddesignandGuangliandaconstructionsafetyfacilitiesthroughcalculation.Keywords:BIM3DmodelingLayoutofconstructionworkSchedulePlanningConstructionsimulationFormworkscaffold一緒論BIM是建筑信息模型(Buildinginformationmodeling)的縮寫，它是以三維數(shù)字為基礎(chǔ)，建設(shè)工程的整個壽命周期為主線，將建設(shè)工程的可行性研究、初步

6、設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工圖設(shè)計、招投標(biāo)、施工、竣工移交、運營等各個環(huán)節(jié)并聯(lián)起來，集合成建設(shè)工程整個壽命期的相關(guān)信息的數(shù)據(jù)模型。近年來計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，BIM技術(shù)日趨成熟，但目前為止，我國的BIM技術(shù)主要用于施工設(shè)計階段，但隨著BIM技術(shù)的推廣和應(yīng)用，使得建設(shè)工程設(shè)計圖更加具體、直觀，設(shè)計圖紙具有了生命，BIM技術(shù)在施工領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的發(fā)展前景。1、BIM技術(shù)在招投標(biāo)中的應(yīng)用現(xiàn)階段招投標(biāo)文件的制作主要以紙質(zhì)文檔為主，Word、Excel等Microsoft的各類軟件編制的電子文檔為輔，招標(biāo)人及評標(biāo)專家面對浩瀚的紙質(zhì)投標(biāo)文件，不得不憑借自己多年的設(shè)計、施工經(jīng)驗從中挑選合適的中標(biāo)候選人，而采用BIM

7、技術(shù)建模的3D投標(biāo)文件，從擬建建設(shè)工程的各到工序以3D直觀地展示，4D方案演示和虛擬建造，提高了招標(biāo)人和評標(biāo)專家對投標(biāo)文件的接受程度，具體、形象地展示了投標(biāo)單位的實力。參加競標(biāo)的單位參照招標(biāo)單位提供的工程量清單，完善擬建建設(shè)工程的建筑信息模型，動態(tài)、直觀地把握擬將進行建造的工程情況，科學(xué)、策略地調(diào)整自身單位的投標(biāo)報價。2、BIM技術(shù)在施工中對施工設(shè)計的進一步深化在施工設(shè)計圖中，標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制構(gòu)件常以參數(shù)化的形式表現(xiàn)出來，但構(gòu)件的配筋及與其它構(gòu)件的聯(lián)接型式往往存在幾種不同的方式，如按照施工中常用的做法，現(xiàn)場常先做樣板進行對比、確定，則費工費時，但通過BIM技術(shù)，對各標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的不同配筋型式及與其它構(gòu)件

8、的不同聯(lián)接方式進行建模，并確定相關(guān)的聯(lián)接方式及參數(shù)，視施工現(xiàn)場實際情況采用，可大大提高了施工生產(chǎn)效率。3、采用BIM技術(shù)對施工過程中各種管線及各構(gòu)件鋼筋搭接的碰撞檢測建筑工程施工中，水、暖、電、智能化、通信等各種管線錯綜復(fù)雜，各預(yù)制構(gòu)件搭接處鋼筋密集交錯，如在施工中發(fā)現(xiàn)各種管線、預(yù)制構(gòu)件搭接發(fā)生碰撞將給施工現(xiàn)場的各種管線施工、預(yù)埋和現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件的吊裝、制安帶來極大的困難。因此，在施工前，采用BIM技術(shù)建模，虛擬各種施工條件下的管線布設(shè)、預(yù)制聯(lián)接件吊裝的模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在的碰撞和沖突，盡早預(yù)知施工過程中可能存在的碰撞和沖突，利于顯著減少設(shè)計變更，大大提高施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率。4、采用BIM

9、技術(shù)對施工進度的模擬控制和更新目前，我國的施工進度管理主要是采用P6、Microsoftproject等工程管理軟件對施工進度計劃進行管理，進度管理模式僅停留在二維平面上，對于標(biāo)段多、工序復(fù)雜的建設(shè)工程，對施工進度的管理難以達(dá)到全面、統(tǒng)籌、精細(xì)化，采用BIM技術(shù)結(jié)合施工現(xiàn)場的三維激光掃描和高像素數(shù)數(shù)碼相機的全景掃描，將施工現(xiàn)場的空間信息和時間信息集合在一個可視的3D或4D的建筑模型中，對施工現(xiàn)場進度進行形象、具體、直觀的模擬，便于合理、科學(xué)地制定施工進度計劃，直觀、精確地掌握施工進度，對不同施工標(biāo)段之間的溝通和協(xié)調(diào)有一個統(tǒng)一的管理和全盤的控制，利于縮短工期，降低施工成本。當(dāng)然，隨著工程信息的發(fā)

10、展，BIM技術(shù)的應(yīng)用不限于以上所述，3D的建筑模型逐步發(fā)展成4D乃至5D建筑模型，雖然目前BIM技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)計階段，大部分用于建模的軟件處于研究或試用階段，并且建模對計算機硬件要求較高，但相信不久的將來，BIM技術(shù)將成為提高建筑施工企業(yè)經(jīng)營管理水平和核心競爭力的有力工具。二工程概況本工程為某高層住宅樓。住宅樓結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為閥板基礎(chǔ)，地下一層，地上十一層，機房一層。地下一層及架空層為儲藏室，其余為住宅用房。本樓高度為34.42m(含室內(nèi)外高差0.56m)。地下一層2.89m,一層2.52m,以上均為2.9?？傞L度39.80m,總寬度為13.70m,高寬比為2.51m,長寬比

11、為2.90.3。總建筑面積為6526平方米，其中地下建筑面積608平方米，地上部分為5918平方米。標(biāo)準(zhǔn)層面積為504平方米，機房層面積47平方米。三三維建模三維實體模型可由AutodeskRev計和GMT軟件建立，以下以Revit建模為例操作步驟：新建項目一繪制軸網(wǎng)一繪制標(biāo)高一繪制墻一繪制樓板一繪制門窗一繪制樓梯一放置構(gòu)件一布置房間一復(fù)制構(gòu)件到其他樓層一放置結(jié)構(gòu)柱一繪制梁一繪制屋頂一繪制基礎(chǔ)一場地布置一繪制室外坡道、散水一繪制道路等。以下以部分構(gòu)件為例：部分墻體的屬性、定位、實體模型I1基本埸:宓虻匕外增-200-內(nèi)面質(zhì)增(1)y隔理定t遍，培中心線底部跟制條性F1底部偏甚麗君爵宸趣握囂番.

12、一無氯函百1W偏移-40.090:直領(lǐng)L24S0.0-460.0不、格R2SEz-SHKod-flB,JBS總計sio玨星編：|S國電o.mmkuHm部分屋面的屬性、定位、實體模型可受1苴層14J厘煙料-防20.02除費層,1E13I4-an3僑區(qū)M生，*-5Q.Q4埼境是ET.巷房席次屋ao5村莊V3rJSiwm平50.0r血濁界起蟠上層ao7-m空就黑版土120.0攆心電押feSTGg河底冏水泥磅鏤平浮.口njo工麗iY寸10sifirAii三維實體模型四三維場地布置布置包括三個階段：基礎(chǔ)階段、主體階段和裝飾階段，每個階段都需要對生活區(qū)和施工區(qū)進行布置。1基礎(chǔ)階段施工區(qū)布置：基礎(chǔ)、加工區(qū)、

13、堆場、道路、綠化、廁所、攪拌站、配電房和消防設(shè)施等。生活區(qū)布置：宿舍、辦公室、廁所、沐浴間、廚房、籃球場、垃圾站、停車場和配電房等。2主體階段施工區(qū)布置：擬建建筑物、外腳手架、塔吊、施工電梯、加工區(qū)、綠化、道路和配電房等。主體階段生活區(qū)布置同基礎(chǔ)階段生活區(qū)布置。3裝飾階段施工區(qū)需要布置：擬建建筑物、外腳手架、施工電梯、加工區(qū)、綠化、道路和配電房等。裝飾階段生活區(qū)布置同基礎(chǔ)階段生活區(qū)布置。五進度計劃編制進度計劃主要由Officeproject和廣聯(lián)達(dá)夢龍網(wǎng)絡(luò)計劃編制系統(tǒng)編制。編制步驟:1、確定工作土方大開挖、基礎(chǔ)墊層、筏板基礎(chǔ)、N層施工（包括墻柱鋼筋、墻柱梁板模板、梁板鋼筋、墻柱梁板混凝土；其中

14、N層包括地下一層到機房層共14層）、屋面工程、砌筑工程、安裝工程、裝飾裝修工程等。2、確定各工作持續(xù)時間3、確定施工組織方式筏板基礎(chǔ)采用整體施工，地下一層至機房層采用兩段流水施工。4、繪制橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖以下是通過Officeproject編制的部分橫道圖IE,奸崔忠HEI上否產(chǎn)古墾理酷的工拉抬型修曲tlT-BHX謂京丁申旺州耨4HiKinMIW才出鎘篆*iR槌潛土-*工*”MHUrtiBISNIW動做朝解4ELiCHIW干1Tk工：tS*+I*日3*3冉*4月匕口Tiofr+IffEl044FIiD*3D42CftS2Die4S15*1停曰卻i*/h口工日34+Xft-Q卻i的年B月”回2L2

15、frXflFIdZ044ajrj23iiit6工傳曰斑iBqeNRH0盯作日B啡工用口3-T-ZffS牙蜂工他日J(rèn)1T個，作日9中工昨:日3-十工而白小十工日2十工作口粉腌*白月NW后2M修5月州口工口口的耳T白3目知|的年T口口日3141肉岫用Z卻日二口口修年日月工修日2D544-T月日粉”身TFlg日201*Tfi3Q1呼力zo46-11.tM214114GBE-3-3D+aQ.E-iradBZ-JtE+lgEA白必！hlG.4+15WGBZS-JA+ISDO-行氏?9金出口GBElZZLC-550GBE-1D0imsf甌孫，如3、導(dǎo)入進度計劃并關(guān)聯(lián)模型將編制的進度計劃導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)BIM5D

16、中，并于三維實體模型進行關(guān)聯(lián)。a-1-E即VffE如1士的付日HZ4q2*hlP石茁鵬241外“看PGBZ2-2-2,HIHGBZ-7-J*a0sC-4W-GBZ-7-2D+23S.C-3SS-GBZ-HaJHldSfe陋-wSOLTd如白距仙徹.右BZ-1E網(wǎng)GELZ-1625.t-2Uh日BZO矚15%GBE-1-29.hu5OT-4、4D施工模擬設(shè)置好視口屬性、顯示設(shè)置、模擬方案等即可進行施工模擬動畫七基于BIM技術(shù)的模板腳手架專項施工方案該部分內(nèi)容主要包才S:利用廣聯(lián)達(dá)BIM模板腳手架軟件進行設(shè)計，利用廣聯(lián)達(dá)施工安全設(shè)施計算軟件進行模板腳手架的安全計算，模板腳手架的手工計算，軟件計算與

17、手工計算對比分析。1利用廣聯(lián)達(dá)BIM模板腳手架軟件進行設(shè)計1.1 腳手架設(shè)計設(shè)計步驟：建立GCL模型一導(dǎo)入GCL模型一確定布置參數(shù)一外架設(shè)計一輪廓布置一生成腳手架腳手架設(shè)計模型如下：1.2 模板設(shè)計設(shè)計步驟：GCL建模一導(dǎo)入GCL模型一確定布置參數(shù)一內(nèi)架設(shè)計一整層布置一生成模板模板設(shè)計模型如下:2利用廣聯(lián)達(dá)施工安全設(shè)施計算軟件進行模板腳手架的安全計算腳手架計算計算步驟：模板選擇一確定基本參數(shù)一選擇連墻件一確定荷載參數(shù)一成果輸出計算輸出：本軟件輸出有快速試算、設(shè)計計算、施工方案、危險判斷、設(shè)計圖紙、應(yīng)急預(yù)案、材料統(tǒng)計、評估優(yōu)化。設(shè)計計算中包括腳手架計算書，本軟件腳手架計算書另詳。模板計算計算步驟

18、：模板選擇一確定基本參數(shù)一確定荷載參數(shù)一選擇材料參數(shù)一成果輸出計算輸出：本軟件輸出有快速試算、設(shè)計計算、施工方案、危險判斷、設(shè)計圖紙、應(yīng)急預(yù)案、材料統(tǒng)計、評估優(yōu)化。設(shè)計計算中包括模板計算書，本軟件模板計算書另詳。3模板腳手架的手工計算本畢業(yè)設(shè)計完成了外腳手架、墻模板、板模板和梁模板的手工計算書，下面以腳手架計算為例，模板計算另詳。腳手架設(shè)計（1）計算參數(shù)搭設(shè)高度：H=37m,立桿橫距:lb=1050mm，外伸：a=200mm立桿縱距：ls=1500mm步距：h=1500mm,連墻件按兩步三跨布置，施工層數(shù)為兩層。腳手架的鋼管選用（|）48X3.5mm縫鋼管（2）大橫桿計算（按三跨連續(xù)梁計算）7

19、77/八/77777lalala靜荷載的計算值q1=0.088kN/m活荷載的計算值q2=1.470kN/m強度驗算：（r=Miax/W=80.118N/mrnf=205N/mm2滿足要求靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.083kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.050kN/m擾度驗算：Vmax=0.677ql4/100EI+0.990q2l4/100EI=2.209mmvtminlb/150,10=7mm滿足要求（3）小橫桿計算（按簡支梁計算）強度驗算：(T=Mmax/W=162.402N/mnnf=205N/mm2滿足要求擾度驗算：V=5ql4/384EI+pl(3l2-4l2/9)/72EI滿足要求=2.

20、783mmminla/150,10=10mm（4）立桿計算（不考慮風(fēng)荷載）不考慮風(fēng)荷載時，立桿的軸向壓力設(shè)計值：N=11.948KN立桿整體穩(wěn)定性驗算：A=4.24cm2查表中=0.274產(chǎn)N/中A=11948/0.274X424=102.844N/mrnf=205N/mm2滿足要求（5）連墻件計算本腳手架連墻件布置為：豎向間距3.0m（兩步），橫向間距4.5m（三跨），連墻件選用小48X3.5mm6縫鋼管。N=Nw+No=1.4*wk*Aw+No=1.4義0.398義13.5+3.0=10.522KN其中：Nw為風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值，No為連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力設(shè)

21、計值，對雙排腳手架No=3NeNQ10522,42kM.幻覦mm2f=215N/mm2滿足要求（6）地基承載力計算P=N/A=11.507/0.18=63.923KPf=Kfk=112KP滿足要求其中：N為壓力設(shè)計值，A為立桿底部墊板面積，K為調(diào)整系數(shù)，fk為地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值。剪刀撐：根據(jù)構(gòu)造要求，每隔三跨布置剪刀撐，剪刀撐按三步四跨布置。模板設(shè)計本畢業(yè)設(shè)計為剪力墻結(jié)構(gòu)，只需要計算墻、梁、板模板，計算書另詳。4件計算與手工計算對比分析以腳手架小橫桿和梁側(cè)面板為例，其他部分另詳。4.1大橫桿對比分析：大橫桿抗彎驗算擾度驗算彎矩（KNm強度（N/mm3擾度（mm軟件計算0.983193.5162.245手工計算0.825162.4022.783對比分析：誤差主要是荷載計算和公式計算誤差，還有就是機算簡支梁考慮150mm的懸臂端，而手算無懸臂端。4.2梁側(cè)面板對比分析:面板驗算強度驗算擾度驗算荷載（KN/m）彎矩（KNm強度（N/mm2荷載（KN/m）擾度（mm）軟件計算18.1080.2329.658120.189手工計算18.1080.0913.773120.151對比分析：對比分析知梁側(cè)面板驗算的