BIM建模与全咨管控平台及协同设计的工程应用.pdf

463江西建材2023年5 月建设经济与管理BIM建模与全咨管控平台及协同设计的工程应用李梦，方光秀*，崔钰奇，盛子延边大学工学院，吉林延吉133002摘要：文中分析了当今BIM技术的发展前景与研究现状，总结了BIM技术在建筑工程中的应用要点，同时，经优化组合，提出了创新的建模、全咨管控平台和协同设计的BIM技术应用技巧与方法，为后续BIM快速建模、工程设计与应用提供借鉴。关键词：BIM技术；全咨管控平台；协调设计；应用技巧中图分类号：TU71文献标识码：A文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 5-0 46 3-0 3Engineering Application on BIM Modeling and Full ConsultingControl Platform and Collaborative DesignLi Meng,Fang Guangxiu,Cui Yuqi,Sheng ZihengCollege of Engineering Yanbian University,Yanji,Jilin 133002Abstract:The article analyzes the development prospects and research status of BIM technology today,introduces in detail the applicationtechniques of BIM technology in construction engineering,and summarizes the characteristics of BIM technology in its application.Atthe same time,through optimization and combination,innovative BIM technology application techniques and methods for modeling,fullconsultation control platform,and collaborative design have been proposed,providing reference for subsequent rapid BIM modeling,engineering design,and application.Key words:BIM technology;Wholly consultative control platform;Coordinated design;Application techniques.0引言近年来，建筑业的竞争越来越激烈，工程建设向着信息化方向快速发展1。随着数字技术的发展与应用，以BIM技术为主线的数字设计迎来了新的发展机遇。BIM技术在工程设计中的有效应用，可以保证工程设计达到预期的质量要求，实现工程设计效率的优化和精度控制。目前，BIM技术已经被广泛应用于施工组织管理工作，并且发挥不可替代的作用2 。本文重点阐述了BIM建模与全咨管控平台及协同设计的工程应用。1日BIM快速建模方法建筑物立面包含丰富、直观的细节特征（如窗户、门、阳台等），所具有的逼真纹理和复杂的几何结构需要大容量的数据存储以及强大的计算能力来满足模型可视化煊染与分析要求3。若使用常规建模方法，既消耗大量时间，且效率较低。因此，如何快速建模显得尤为重要。下文将以Revit软件为例介绍快速建模方法。1.1基础、楼板、柱、梁、墙体的快速建模基础、楼板、柱、梁、墙体的快速建模主要分为两步。第一步：首先需要设置轴网，在软件上方的状态栏中打开轴网选项，设置轴网中段为连续，勾选平面识图端点，设置好轴网的颜色（轴网颜色尽量选择鲜艳醒目颜色，如建模背景颜色为白色，则轴网颜色选择黑色，视觉效果更好）。作者简介：李梦（2 0 0 3-），男，湖南衡阳人，本科在读，主要研究方向为土木工程建造技术与BIM。通信作者：方光秀（19 6 7-），男，吉林延吉人，博士，教授，主要研究方向为土木工程建造技术。第二步：轴网设置完成后，打开状态栏中的链接CAD，将已准备好的基础、楼板、柱、梁、墙体的平面图纸先后导人其中（图纸导入后将图纸与轴线对齐）进行轴网转化（图纸要按基础、柱、梁、楼板、墙体的顺序导人，其建模效率较高）。先完成某一部分，例如，柱的建模完成后，将柱的平面图纸与其转化的轴网以及建模好的构件进行隐藏（以晨曦软件中构件隐藏为例，点击最上方工具栏中的晨曦BIM翻模，在其下方弹出的工具栏中点击图纸显隐，再点击构件显隐，选择要隐藏的构件即可完成构件的隐藏），再进行另一部分，例如，墙的平面图纸导人及轴网转化，重复以上操作可快速完成基础、柱、梁、楼板、墙体的建模。运用该方法可避免不同部件之间的平面图纸与其轴网的重叠，提高建模过程的清晰程度，减少建模过程中的错误，从而提高建模的效率。1.2梁、板、柱钢筋的快速建模1.2.1建模方法（1）总体与个体结合法。将钢筋按种类、尺寸进行分类，将布置相同种类、尺寸的钢筋归为总体，其他需要布置钢筋的部位归为个体。对于总体部位的钢筋布置，可利用扩展插件对钢筋进行快速布置。在个体部位钢筋布置过程中，需手动调节钢筋的尺寸、形状，进行布置。（2）局部抽离法。将需建模的模型中的同一类（型号相同）钢筋进行分类，以数量最多的钢筋型号为普遍型号，利用过滤器，快速将整个模型需布置钢筋的定位点全部用普遍型号钢筋进行布置，对于原本不需要布置普通型钢筋的定位点，删除已布置的钢筋，然后手动进行正确的钢筋布置。?464：2023年5 月建设经济与管理江西建材利用以上两种方法建模时，需替换钢筋。当使用的建模软件无需替换钢筋的尺寸或类型时，则需要对钢筋进行代换，否则配筋将无法继续进行。因此，掌握钢筋代换的方法，在钢筋建模中非常重要。1.2.2钢筋代换方法（1）等强代换。当构件受强度控制时，可按强度相等原则进行代换，即Cn1Welfy2We2(式中，Cn1一原设计钢筋抗拉强度设计值；Cn2一代换钢筋抗拉强度设计值；We1一原设计钢筋截面面积；We2一代换钢筋截面面积）。（2）等面积代换。当构件按最小配筋率配筋或相同级别的钢筋之间代换时，钢筋可按面积相等原则进行代换，称为“等面积代换”，即WelWe2（式中，符号意义同前）。（3）等弯矩代换。当结构构件按裂缝宽度或抗裂性要求控制时，钢筋的代换需进行裂缝及抗裂性验算。1.3BIM建模应用口其他快速建模1.3.1正确使用快捷键在建模过程中运用BIM技术，往往需要用到大量的功能键，若未能正确使用功能键，会影响建模的正确率和效率，因此，建立一套简易的“功能键”十分重要。建模需要自定义一些符合自己建模习惯的快捷键，可有效解决建模正确率与效率低的问题。以Revit建模软件为例，进人软件后，可点击左上角的软件图标，在选项栏中点击“选项”命令，在弹出的项目栏，定位到用户页面即可自定义快捷键。1.3.2过滤器的使用技巧建模过程中存在相似的建模部分，如土建中常见的相似楼层布置或不同楼层间有相同的柱、墙布置，若此时选择重新对相似部分进行建模，则会浪费大量时间。使用过滤器操作，能够对已经建模的构件进行“复制”，然后在相关地方（需要布置相同构件的部位）进行“粘贴”即可完成相关部位的土建，从而更快速地完成建模，有效节约时间。以Revit软件为例，点击属性面板中的可见性，找到过滤器下的编辑或新建选项，点击新建过滤器，勾选类别，根据系统类型进行过滤。1.3.3构建异型、常用构件族的方法建模过程中会遇到异型构件的建模，若设计人员使用常规构件取代异型构件，将会对BIM技术作用发挥产生影响4。此时构建异型、常用构件族就显得非常重要。基于Revit软件的异型、常用构件族的构建方法如下：（1）点击软件右上角的族创建，选择适当的族样板；（2）设置和创建族类别和族参数（参数主要有基本属性、外部属性、内部属性），以最基本的族参数尺寸控制参数（控制族的结构和形状）为例，可通过对族构件进行尺寸标注，后为标注添加标签的方法，实现对族的尺寸控制；（3）创建一个异型、常用构件实体；（4）设置族的可见性；（5）为族添加链接。自此，异型、常用构件族构建完毕。2全次管控平台合应用方法2.1工程项目前期策划前期策划工作作为项目正常进行的前提，可为其他后续工程指明方向，具有良好的经济效益和社会效益5 。以晨曦BIM软件为例，其具体操作如下：打开全资管控平台，创建项目，填写项目名称，咨询类别，服务内容，完善工程概况。项目初步创建完成后，打开项目中的项目设置，分别在部门选项和角色选项中创建相关部门与相关角色，后将角色赋予相应部门中，至此，工程项目前期建设完成。2.2图模校对利用BIM所建立的建筑工程模型是利用BIM模型的碰撞检查工具，进行结构与各专业之间的多维分析，避免造成工程质量事故。建模后，校对图模，可进一步确定模型与土建安装工程之间的出人，减少工程质量事故发生概率。基于晨曦BIM软件的图模校对的方法如下：先将需校对的图纸上传至平台施工图，打开项目管理中的模型图纸管理，选择相应的专业与需要上传的模型类别，在模型上传中，打开需上传的图纸，同时修改图纸，即可完成图纸上传。将上传的图纸进行图纸审查，添加问题。打开上传的图纸模型，点击图纸审查，定位到图纸问题处理后，再在专项咨询中打开图纸审查，将模型问题处的截图进行问题添加，即可完成图模校对。2.3建筑工程施工现场巡查记录建筑业属于国家列定的危险行业之一，具有产品体积大、施工周期长、露天作业多、人员流动性强、作业现场条件复杂等特点，要求管理人员对职责范围内的每一点、面、链条都要有所掌控。将BIM技术与施工现场巡查融合，可以大幅降低巡查难度。以晨曦BIM软件为例，利用BIM技术对施工现场巡查的操作方法如下：打开专项咨询，点击专项咨询中的监理咨询，依次点击巡查与巡查点，添加待巡查的地点到新增。添加后，可打开施工现场管理，对相关巡查点添加相应的巡查人员，至此，完成施工现场巡查管理3建筑结构协同设计中的应用方法3.1协同设计建筑装饰装修阶段的具体工程设计并非简单的建筑设计，而是结合了建筑施工、水电安装、采暖与空调设备等各种专业工种的组合。将BIM技术应用于设计时，通过建立模型结构，可以更直观、更立体地展示建筑装饰装修的具体效果。利用BIM技术模拟建筑内部装修结构，可为装修工程的材料选用、艺术效果提供指导。通过利用BIM技术模拟建筑内部结构，可为装饰工程所需的建筑材料、空间布置进行指导，做到选材合理、结构科学。例如，室内设计的功能分析包括采光明暗、噪音隔离、日照时间、节能环保、室内通风等，均与建筑内部结构的数据模型密切相关。根据以上的模型分析效果，可以为实际的建筑装饰装修设计提供多种选择方案。同时，在此基础上形成具体的设计图纸，并利用BIM技术的各个环节进行模拟和计算，使设计图纸更加真实与准确。3.2工程材料采购及安装对于以往的建筑装饰装修工程，在其施工过程中，往往存在着甲方对装饰装修施工要求高、建筑原材料以及构件种类繁多、土建安装施工工艺复杂等问题，有时会造成施工人员现场操作无法完成7 。此时，可利用BIM技术建立三维模型或利用点云数据技术来解决此类难题，取代在传统建筑装饰装修施工过程中需要用人工的建筑室内实际测量模式。采用上述BIM协同设计方法，建立更加精确的装饰装修工程三维模型，可以更加准确、全面地呈现被拟装饰装修建筑的内部结构、施工现场材料与设备布置、劳动力安排与施工进度情况等。由于利用BIM三维模型在施工前期已预测规划，使施工中或完工后的不合格率和返工率显著降低。在建筑原材料采购方面，采用改进的BIM模型，可以有效提高后期施工的准确性，缩短建设工期。3.3施工现场管理建筑工程普遍具有规模化的特征，其建设周期较长、工程资源的使用量较大，加之外部环境因素的干扰，导致工程的复杂度大幅提高。若缺乏科学可行的管理方法，将导致施工现场混乱，难以完成建设目标8 。在工程施工现场，好的指导和管理（下转第46 7 页）：46 7上接第46 4页）2023年5 月江西建材建设经济与管理4装配式建筑项目进度管理保障措施4.1加大现场质量监管力度项目质量取决于施工人员的技术水平，如果质量达不到要求，就会返工，从而延误工期，影响施工进度。该项目的管理还存在着很多监管不到位的地方，比如在施工阶段，人员众多，无论是技术部、水电部、质量技术部、工程管理部，还是安全监管部等，都有大量人员在现场，还有很多人员交接不顺畅、不彻底、不清晰。每个人的专业性不一样，如果不能进行准确交接，就会对建筑工程质量产生影响。装配式建筑的特点就是在工厂加工构件，再运输到现场施工，故要加强对构件环节质量的监督管理。4.2进度数据信息化管理在上述施工案例的装配式建筑在施工过程中，进度数据的采集仍然采用传统的人工手动记录，这在进度控制中就容易出现信息错误，分析数据时会导致数据不全面、时间利用率低，进而影响施工进度。信息采集是装配式建筑的重点，如若引入RFID无线射频识别技术，对于构件的信息采集，对构件尺寸、厚度、强度、材料等信息进行采集分析和检测，对构件进行标识化设计，从构件设计阶段就把信息纳人平台，工程人员就可以根据构件信息所生成的模型来进行分析，从而判断构件匹配程度与合理性。此方法对于后期进度的开展有积极作用。同时，还应尽量减少人工记录，提高现场数据采集的时效性及数据的有效性，为进度管理提供实时数据。4.3信息融合与协同作业在进行装配式建筑施工时，需要各方加强合作、沟通、协调。装配式建筑的建造环节多，所以，信息的传递与沟通尤为重要。装配式建筑工程实施包括设计、制造、装配、维护四个流程，并涵盖了建筑、结构、机电等专业，每个流程与专业都是相互联方法可以对建筑装饰装修工程的整体质量以及施工进度起到良好的控制作用。通过BIM建筑结构协同设计方法，对施工前期可能遇到的各专业工种问题进行模拟和碰撞试验，可显著提高对施工过程的监督和管理水平。具体方法及操作如下：（1）构建施工工程的三维立体图；（2）提出工程重点、关键点，引人可视化管理；（3）三维模型+可视化加强的基础上进行碰撞检测；（4）分析与整改设计错误，完善设计信息，对现场施工进行管理和指导。4结语（1）提出BIM快速建模方法，为基础、楼板、柱、梁、墙体以及梁、板、柱钢筋的快速建模，可显著提高设计效率。（2）提出BIM全咨管控平台应用方法，为工程项目的前期规划与咨询、图模校对、建筑工程施工现场巡查与工程监理等应用提供参考。（3）提出BIM建筑结构协同设计中的应用方法，为工程设计环保理念实现、建筑材料采购、土建安装施工、现场科学精准管理提供借鉴。系也相互独立的，它们的运行共同构成了装配式建筑的一个大体系。可将BIM技术应用于装配式建筑工程中，使用该技术必然会将整个装配式建筑系统一体化运行起来，通过整合其每个专业，每个流程的资源，使其相互协作、共同管理且相互配合，就能保证装配式建筑工程实施的严谨性和进度的可控性，应充分考虑到制造、装配、运行等多个流程与进度控制节点，注重其装配式建筑中有代表性的支撑、吊装等细节，提高装配品质，减少并规避安全风险与进度差异。5结语装配式建筑具有节能环保等特点，发展前景广阔。本文列举实际案例，并结合S形曲线比较法，分析了实际施工进度与计划进度产生的偏差，找出产生偏差的装配式建筑施工进度关键节点，如预制构件阶段由于信息化的缺失、场地的不合理规划、施工过程管理屏障等问题，这些都会影响进度的偏差，应从加大监管力度、数据信息化等方面提出保障措施。参考文献1】韩.国内外装配式建筑发展现状研究J.建材与装饰，2 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