基于BIM技術某高層施工組織設計

1、基于BIM技術的某高層施工組織設計土木工程學院 2012級土木工程專業(yè)（3）班 朱榮軍 舒浩指導老師 何夕平【摘要】 伴隨著BIM理念在建筑行業(yè)內不斷地被認知和認可，其作用也在建筑領域內日益顯現(xiàn)，作為建設項目生命周期中至關重要的施工階段，BIM的運用將為施工企業(yè)的生產產生更為重要的影響。本畢業(yè)設計主要運用BIM技術對某高層進行施工組織設計。首先運用Autodesk Revit和廣聯(lián)達土建建模軟件建立三維實體模型，再運用廣聯(lián)達BIM施工現(xiàn)場布置軟件進行三維場地布置，然后運用Office project和廣聯(lián)達夢龍網(wǎng)絡安排編制系統(tǒng)編制進度安排，再通過廣聯(lián)達BIM5D軟件將建立的三維實體模型, 三維

2、場地模型和進度安排進行關聯(lián)，實現(xiàn)4D施工模擬，最終通過廣聯(lián)達BIM模板腳手架設計和廣聯(lián)達施工平安設施計算軟件編制模板腳手架專項施工方案?！娟P鍵詞】 BIM技術 三維建模 三維場布 進度安排 施工模擬 模板腳手架Abstract: Accompanied by the BIM concept in the construction industry constantly by the cognition and the approval, its role was also in the field of construction appears day by day, as the const

3、ruction stage of construction project life cycle is very important, the use of BIM will production of construction enterprises have a more important influence. This design mainly uses the BIM technology to carry on the construction organization design to some high level. First use Autodesk Revit and

4、 the Civil glodon software modeling three-dimensional solid model is established, and then use the Glodon BIM construction site layout software for 3D site layout, and then use the office project and glodon Menglong network plan system plan, again through the analysis BIM5D software will establish t

5、hree-dimensional solid model and 3D model of a site and schedule Association, 4D construction simulation is realized, finally software template special scaffold construction scheme glodon BIM formwork and scaffold design and Guanglianda construction safety facilities through calculation.Keywords: BI

6、M 3D modeling Layout of construction work Schedule Planning Construction simulation Formwork scaffold緒論BIM是建筑信息模型（Building information modeling）的縮寫，它是以三維數(shù)字為基礎，建設工程的整個壽命周期為主線，將建設工程的可行性探討, 初步設計, 技術設計, 施工圖設計, 招投標, 施工, 竣工移交, 運營等各個環(huán)節(jié)并聯(lián)起來，集合成建設工程整個壽命期的相關信息的數(shù)據(jù)模型。近年來計算機技術的飛速發(fā)展，BIM技術日趨成熟，但目前為止，我國的BIM技術主要用于施工

7、設計階段，但隨著BIM技術的推廣和應用，使得建設工程設計圖更加詳細, 直觀，設計圖紙具有了生命，BIM技術在施工領域將具有廣袤的發(fā)展前景。1, BIM技術在招投標中的應用現(xiàn)階段招投標文件的制作主要以紙質文檔為主，Word, Excel等Microsoft的各類軟件編制的電子文檔為輔，招標人及評標專家面對浩瀚的紙質投標文件，不得不憑借自己多年的設計, 施工閱歷從中選擇合適的中標候選人，而采納BIM技術建模的3D投標文件，從擬建建設工程的各到工序以3D直觀地展示，4D方案演示和虛擬建立，提高了招標人和評標專家對投標文件的接受程度，具 體, 形象地展示了投標單位的實力。參與競標的單位參照招標單位供應

8、的工程量清單，完善擬建建設工程的建筑信息模型，動態(tài), 直觀地把握擬將進行建立的工程狀況，科學, 策略地調整自身單位的投標報價。2, BIM技術在施工中對施工設計的進一步深化在施工設計圖中，標準的預制構件常以參數(shù)化的形式表現(xiàn)出來，但構件的配筋及與其它構件的聯(lián)接型式往往存在幾種不同的方式，如依據(jù)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，對各標準構件的不同配筋型式及與其它構件的不同聯(lián)接方式進行建模，并確定相關的聯(lián)接方式及參數(shù)，視施工現(xiàn)場實際狀況采納，可大大提高了施工生產效率。3, 采納BIM技術對施工過程中各種管線及各構件鋼筋搭接的碰撞檢測建筑工程施工中，水,

9、暖, 電, 智能化, 通信等各種管線錯綜困難，各預制構件搭接處鋼筋密集交織，如在施工中發(fā)覺各種管線, 預制構件搭接發(fā)生碰撞將給施工現(xiàn)場的各種管線施工, 預埋和現(xiàn)場預制構件的吊裝, 制安帶來極大的困難。因此，在施工前，采納BIM技術建模，虛擬各種施工條件下的管線布設, 預制聯(lián)接件吊裝的模擬，提前發(fā)覺施工現(xiàn)場存在的碰撞和沖突，盡早預知施工過程中可能存在的碰撞和沖突，利于顯著削減設計變更，大大提高施工現(xiàn)場的生產效率。4, 采納BIM技術對施工進度的模擬限制和更新目前，我國的施工進度管理主要是采納P6, Microsoft project等工程管理軟件對施工進度安排進行管理，進度管理模式僅停留在二維平

10、面上，對于標段多, 工序困難的建設工程，對施工進度的管理難以達到全面, 統(tǒng)籌, 精細化，采納BIM技術結合施工現(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, 詳細, 直觀的模擬，便于合理, 科學地制定施工進度安排，直觀, 精確地駕馭施工進度，對不同施工標段之間的溝通和協(xié)調有一個統(tǒng)一的管理和全盤的限制，利于縮短工期，降低施工成本。當然，隨著工程信息的發(fā)展，BIM技術的應用不限于以上所述，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技術主要應用于設計階段，大部分用于建模的軟件處于探討或試

11、用階段，并且建模對計算機硬件要求較高，但信任不久的將來，BIM技術將成為提高建筑施工企業(yè)經營管理水平和核心競爭力的有力工具。工程概況本工程為某高層住宅樓。住宅樓結構形式為剪力墻結構，基礎形式為閥板基礎，地下一層，地上十一層，機房一層。地下一層及架空層為貯存室，其余為住宅用房。本樓高度為34.42m（含室內外高差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，長寬比為2.90.3?？偨ㄖ娣e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。標準層面積為504平方米，機房層面積47平方米。三維建

12、模三維實體模型可由Autodesk Revit和GMT軟件建立，以下以Revit建模為例。操作步驟：新建項目繪制軸網(wǎng)繪制標高繪制墻繪制樓板繪制門窗繪制樓梯放置構件布置房間復制構件到其他樓層放置結構柱繪制梁繪制屋頂繪制基礎場地布置繪制室外坡道, 散水繪制道路等。以下以部分構件為例：部分墻體的屬性, 定位, 實體模型部分屋面的屬性, 定位, 實體模型三維實體模型三維場地布置 布置包括三個階段：基礎階段, 主體階段和裝飾階段，每個階段都須要對生活區(qū)和施工區(qū)進行布置。1基礎階段施工區(qū)布置：基礎, 加工區(qū), 堆場, 道路, 綠化, 廁所, 攪拌站, 配電房和消防設施等。生活區(qū)布置：宿舍, 辦公室, 廁所

13、, 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)布置同基礎階段生活區(qū)布置。3裝飾階段施工區(qū)須要布置：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)布置同基礎階段生活區(qū)布置。進度安排編制進度安排主要由Office project和廣聯(lián)達夢龍網(wǎng)絡安排編制系統(tǒng)編制。編制步驟：1, 確定工作土方大開挖, 基礎墊層, 筏板基礎, 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N層包括地下一層到機房層共14層）,

14、 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采納整體施工，地下一層至機房層采納兩段流水施工。4, 繪制橫道圖和網(wǎng)絡圖以下是通過Office project編制的部分橫道圖以下是通過廣聯(lián)達夢龍網(wǎng)絡安排編制系統(tǒng)編制的部分網(wǎng)絡圖安排工期：389天（其中基礎工程施工105天，主體工程施工150天，裝飾裝修工程140天，水電管道安裝隨土建施工穿插進行。）施工模擬1, 導入數(shù)據(jù)并整合 將建立的三維實體模型和場地模型導入廣聯(lián)達BIM5D中進行定位整合。/導入三維實體模型導入三維場地模型 模型定位整合2, 劃分流水段地下一層至機房層采納兩段流水施

15、工，在廣聯(lián)達BIM5D中將三維實體模型劃分為兩個流水段。3, 導入進度安排并關聯(lián)模型將編制的進度安排導入廣聯(lián)達BIM5D中，并于三維實體模型進行關聯(lián)。4, 4D施工模擬設置好視口屬性, 顯示設置, 模擬方案等即可進行施工模擬動畫。七 基于BIM技術的模板腳手架專項施工方案該部分內容主要包括：利用廣聯(lián)達BIM模板腳手架軟件進行設計，利用廣聯(lián)達施工平安設施計算軟件進行模板腳手架的平安計算，模板腳手架的手工計算，軟件計算與手工計算對比分析。1利用廣聯(lián)達BIM模板腳手架軟件進行設計腳手架設計設計步驟：建立GCL模型導入GCL模型確定布置參數(shù)外架設計輪廓布置生成腳手架腳手架設計模型如下：設計步驟：GCL

16、建模導入GCL模型確定布置參數(shù)內架設計整層布置生成模板模板設計模型如下：2利用廣聯(lián)達施工平安設施計算軟件進行模板腳手架的平安計算腳手架計算計算步驟：模板選擇確定基本參數(shù)選擇連墻件確定荷載參數(shù)成果輸出計算輸出：本軟件輸出有快速試算, 設計計算, 施工方案, 危急推斷, 設計圖紙, 應急預案, 材料統(tǒng)計, 評估優(yōu)化。設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：模板選擇確定基本參數(shù)確定荷載參數(shù)選擇材料參數(shù)成果輸出計算輸出：本軟件輸出有快速試算, 設計計算, 施工方案, 危急推斷, 設計圖紙, 應急預案, 材料統(tǒng)計, 評估優(yōu)化。設計計算中包括模板計算書，本軟件模板計算書另詳。

17、3模板腳手架的手工計算本畢業(yè)設計完成了外腳手架, 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。腳手架設計（1）計算參數(shù)搭設高度：H=37m，立桿橫距:lb=1050mm ,外伸：a=200mm，立桿縱距：la=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48無縫鋼管（2）大橫桿計算（按三跨連續(xù)梁計算） 靜荷載的計算值 q12強度驗算：=Mmax/W N/mm2f=205N/mm2 滿意要求靜荷載標準值q1 活荷載標準值q2擾度驗算：1l42l4/100EIminlb/150，10=7mm 滿意要求 （3）小橫桿計算（

18、按簡支梁計算）強度驗算：=Mmax/W= 2f=205N/mm2 滿意要求 擾度驗算：V= 5ql4/384EI + pl(3l2-4l2/9)/72EI minla/150，10=10mm 滿意要求（4）立桿計算（不考慮風荷載） KN 2 查表 = N/2f=205N/mm2 滿意要求（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48無縫鋼管。其中：Nw為風荷載產生的連墻件軸向力設計值，No為連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力設計值，對雙排腳手架No=3KN mm2 f=215N/mm2 滿意要求(6) 地基承載力計算 P= N/

19、A=11.507/0.18 =63.923KPf= Kfk=112KP 滿意要求其中：N為壓力設計值，A為立桿底部墊板面積，K為調整系數(shù)，fk為地基承載力標準值。剪刀撐：依據(jù)構造要求，每隔三跨布置剪刀撐，剪刀撐按三步四跨布置。 本畢業(yè)設計為剪力墻結構，只須要計算墻, 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）軟件計算手工計算對比分析：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12手工計算12對比分析：對比分析知梁側面板驗算的誤差主要是機算跨度的不一樣導致，機算跨度是依據(jù)a=(H-h-次梁截面寬度)/(n-1)=(500-130-50)/1000/(2-1)=0.32m；而手算