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建筑工程论文代写范文:BIM技术在超高层项目施工中的应用研究

时间:2017-05-25 16:55来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是土木工程论文,本文在总结国内外 BIM 技术应用现状的基础上,针对邯郸市环球中心项目,借助 Revit 和 Navisworks 平台,进行虚拟建造的 BIM技术应用研究。
第 1 章 绪论
 
1.1 课题研究背景及意义
如果说CAD 技术是建筑工程领域一次转形的开始,使设计人员解放了复杂的绘图过程,那么 BIM 技术在建筑环境的催生及展现必然是对工程技术和管理领域一次极大的提升,使整个建筑行业的发展从2D 平面设计迅速转向 3D 设计及管理,如图 1-1 所示。利用 BIM 技术拟建工程项目的三维信息模型,通过其对模型信息的共享,使整个建设项目从设计到建造乃至运营和管理都能全面的对接,保证项目与之相关的的信息多维度联通。本论文将 BIM 技术引入到某超高层项目建设中,建立基于 BIM 的工程进度模拟施工流程,可有效减少建筑工 程项目在施工过 程中存在的工期延误、工程返工等问题,对提高施工技术和管理水平具有重要的实践价值,对于推广 BIM技术在我国的应用研究具有重要意义。
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1.2 BIM 技术的研究现状BIM 技术起源于美国,2002 年,美国 Autodesk 公司率先提出 BIM 技术以及这种特定的称谓,后逐步扩展到日本、澳洲、欧洲、韩国等发达国家和发展中国家。这些国家对 BIM 技术的应用和研究都达到了很高的水平。1.2.1 国外 BIM 研究方面美国斯坦福大学整合设施工程中心(CIFE)对 BIM 项目的调研,总结出对于使用建筑信息模型的优势,其中造价估算耗费的时间整体缩短到原 80%;通过发现和解决冲突,将合同价格降至 10%;项目进度实现缩短 7%[2]。Akinci 等人对临建设施及工作空间的模型及制作进行了阐述,怎样降低施工计划在多维度间隙中的冲突[3]。Tanyer A M 等建立了一个 4D 模拟模型工具,通过输入 IFC 格式的设计文件,在三维信息模型中加入成本信息,建立 4D 建筑信息模型[4]。Nepal M P 等人使用 IFC 国际化标准,创建了具有特征加带详细分析的 BIM信息模型,对不同的施工技术人员和管理人员对相同或不同的模型信息进行查询提供了便利[5]。Aslanid P 等把施工过程中所需的信息整合后与 BIM 技术进行关联,跟踪因施工图变更而导致的施工进度变化,从而对进度进行管理和监控,说明 BIM 技术能够在施工过程整合资源并高效率的加快施工进度[6]。Tamera 等人通过 BIM 技术对项目进度和成本进行信息管控,并提出 4D 技术和 5D 技术的整合应用方式[7]。Grilo A 认为 BIM 非常适合作为建设项目信 息的中央存储库,它彻底改变了一个项目整体的信息管理模式,利用 BIM 技术不但使项目的诸多参与者能更好更快更准确地获得项目信息,而且大 大提高了管理者了解和控制项目信息的能力,BIM 成功应用的关键是其技术在平台传递的互用性,对项目进 行有效的组织和管理,并通过技术平台的相互操作,提高项目完成效率[8]。Eastman C M 认为 BIM 技术在美国的标准及数据无法解决在交互过程中信息处理的问题,对此于IFC国际标准在不同的软件工作平台上进行多方面应用研究应用,多方尝试后重新确定了跨平台信息交互的方法流程,通过实际工程对IFC信息化标准验证并使用[9]。
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第 2 章 工程项目概况
 
2.1 工程概况
本工程为邯郸市翠宫房地产开发有限公司投资建设的环球中心大型城市综合体 T1 塔楼部分,该建筑位于邯郸市滏东大街与人民路交叉口东南角;T1 主体建筑高度 188.6m,地上 42 层地下 3 层,塔楼总建筑面积 88577.89 平方米,其中T1 裙楼部分(1~7 层)建筑面积为 20480.74 平方米,T1 塔楼部分(8 层以上)建筑面积为 68097.15 平方米(其中避难层面积 3018.44 平方米) 。其中主楼分高、中、低三区,低区为六层至十四层,中区为十六层至二十八层,高区为三十至四十一层,室外高差为 0.3m。核心筒塔楼采用钢筋混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构,裙房采用钢筋混凝土框架结构,结构重要性系数为 1.0。建筑效果图如下图 2-1 所示。
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2.2 工程特点及施工难点
环球中心工程项目工程特点及难点,包括以下几点:(1)T1 项目建筑高度 188.6 米,按照我国《民用建筑设计通则》定义建筑高度的规定本工程为超高层建筑。(2)T1 项目基础深、层数多、面积大。地下室面积为 33403.7 ㎡,地下室共分三层,地下深度为-14.65m。土方工程量大,基坑支护复杂,降水困难。(3)结构复杂。本工程 T1 由裙房和塔楼两部分组成,其中裙房为混凝土框架结构,超高层塔楼采用型钢(钢管)混凝土框架结构和钢筋混凝土核心筒结构。各专业队伍要在同一个施工过程中进行许多交叉施工。(4)专业协同难度高,管线种类繁多,分布密集。尤其是裙房部分,管线材质种类多,接头复杂,管线连接件三通和四通多种多样,对各专业协同施工要求较高。(5)施工现场环境复杂。施工场地面积小、施工人员多、材料多、工序繁琐,管理复杂。(6)现场管理难度高,由于工期紧张,致使进度编制、跟踪不方便,造成各专业队伍施工冲突,影响施工进度,使工期延长。管理人员对施工现场实际情况的了解程度有时不能及时处理现场突发情况,从而延误工程进度。
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第 3 章 基于 BIM 技术建立 3D 信息模型....11
3.1 BIM 技术概论...... 11
3.1.1 BIM 简介及特点............ 11
3.1.2 IFC 标准介绍........12
3.2 BIM 建模软件选取........ 13
3.2.1BIM 建模软件介绍......... 13
3.2.2 本工程 BIM 建模软件选取..... 14
3.3 建立 3D-BIM 模型........ 15
3.4 本章小结....34
第 4 章 BIM 技术在超高层项目中的应用研究............. 34
4.1 复杂节点深化设计.........35
4.2 碰撞检查....40
4.3 基于 BIM 的施工模拟技术..... 46
4.4 本章小结....53
 
第 4 章 BIM 技术在超高层项目施工中的应用
 
4.1 复杂节点深化设计
该工程结构类型采用钢筋混凝土核心筒-钢筋混凝土框架结构,节点拼接的过程最为复杂也最为繁琐。本工程在施工过程中,其中型钢混凝土组合柱和型钢梁节点以及混凝土内的钢筋错综布置的问题会频繁的碰到,对于型钢混凝土结构中钢筋错综复杂的分布,若安排的不合理布局的不完善,该结构节点就无法满足规范指定的要求,随时会发生安全隐患。所以必须尽可能的降低对型钢柱和型钢梁这两者截面影响的主要前提下,合理的编排布置。在环球中心 T1 项目中主要是环形型钢隔板与钢梁纵筋的位置关系以及连接方式,其次就是型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接方式问题。利用 BIM 技术对复杂节点进行深化设计,使复杂节点以三维的形式展现出来,方便指导施工。同样,当型钢柱的翼缘较窄时, 下梁的上、 纵向钢筋能够全部穿过 翼缘,抵达腹板,因为腹板的阻碍,纵筋无法贯穿钢板,在柱内不能够满足锚固长度的需求,所以我们应该采取相应的方法,在柱内型钢腹板上焊接钢筋连接器,解决纵筋无法穿过的难题,这种形式既不会造成型钢腹板在截面方向受力削弱,又能保证梁纵 向钢筋的贯通锚固,同时也方便了施工。圆钢柱与钢梁链接复杂节点如图 4-1 所示,型钢混凝土柱与钢筋的位置关系如图 4-2 所示。
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结论
 
BIM 技术作为建筑信息化的产物,其应用已经成为大势所趋。BIM 技术在我国的应用正处于初步阶段,本文在总结国内外 BIM 技术应用现状的基础上,针对邯郸市环球中心项目,借助 Revit 和 Navisworks 平台,进行虚拟建造的 BIM技术应用研究。主要研究成果总结为以下几个方面:(1)运用 BIM 技术其精细化、参数化和智能化等特点,建立环球中心 T1塔楼三维建筑信息模型,包含建筑、结构、水、电、暖各专业三维模型,并针对复杂构件建立族模型。(2)对复杂节点进行深化设计,方便现场施工技术交底,保证施工质量;同时通过对多专业间的碰撞检测,纠正了设计不足,减少了变更,保证了施工工期和成本。(3)在 Navisworks 平台中创建了 4D BIM 施工模型,结合进度计划,对重点部位施工工艺流程进行了可视化模拟,对复杂构件提前进行虚拟装配,从而让施工人员提前了解施工内容和顺序,减少因盲目施工导致的错误,为施工方案的优化提供了依据。虽然本文利用 BIM 技术实现了一定的可视化应用,对施工现场作业起到了一定的指导作用,但由于时间限制、本人理论知识及工程实践经验的欠缺,还存在较多的不足,本研究的深度和广度有待进一步提高。BIM 作为一种新兴的技术,其应用发展正处于初级阶段,国内缺乏相关法律法规,建设行业 BIM 的相关规范及标准也不够完善,本土化 BIM 软件较少,BIM 真正的价值还需要进行深入研究。
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参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
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