探析山地异型结构施工中BIM技术的应用

摘要：随着时代的发展和社会经济的进步，BIM技术应运而生，将BIM技术应用到具体的施工工程，具有一系列的意义和价值，它通过三维空间实体模型的构建，可以对施工过程进行可视化的指导，通过整合现场资源，施工过程中的沟通效率得到了显著提高，并且将时间信息也可以加入到模型中，这样通过4D模型来模拟施工现场，工作效率就得到了大大的提高，施工成本也得到了有效的控制。本文简要分析了山地异型结构施工中BIM技术的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：山地异型结构；BIM技术；应用分析

1、工程概况

本工程位于北京某山北麓，西边有一个水库，是一项综合性的山地建筑工程。工程位于某山山脊线的山坳中，面向西边水库，在总体规划时，将出发点作为栖山望水，充分结合了自然地势，形成的建筑形体具有高线状层层跌落，将山体的自然轮廓特征给有效的保持了下来，有效地统一了山体和建筑。本山地建筑有7层地上部分，有三层是地下部分，将钢筋混凝土框架剪力墙结构作为主要的结构形式，将独立桩基作为基础，部分区域因为有较厚的人工填土，那么采用的是人工挖孔灌注桩基础，本工程的总建筑面积达到45400平方米。

2、施工难点

一是山地建筑施工：因为本工程项目坐落的山坡十分不规则，需要随着自然山势来布置建筑物的内部空间，没有可循规律存在于建筑基础和上部空间中，还会有很多的交叉矛盾存在于各个层次之间。随着山势起伏，整个工程结构逐层上去，因此，相较于正常工程来讲，本工程在防水、排水以及机电管线的布置方面也存在着较大的差异，和常规工程有着截然不同的施工工序，因此有着较大的施工难度。

二是异型结构施工：本工程项目有着特别独特的造型，并且功能比较复杂，建筑也没有一个规则的平面形状。针对这个问题，一共将几十块石头设置在了结构中，这里讲到的石头指的是异型混凝土结构，它是由斜墙和斜柱组成的，这样建筑物的独特造型才可以有效实现。斜墙和斜柱有着不同的倾斜角度，没有固定的规律，并且也没有将斜墙和斜柱的定位尺寸标注在结构图纸上，那么就给很多工序的施工带来了很大的难度，比如钢筋的绑扎、模板的支设、混凝土的浇筑等等。

3、BIM技术在山地异型结构工程中的应用

三维空间实体建模：因为本工程项目有着特别独特的造型和比较复杂的功能，那么如果只用二维图纸来表现这类图纸，那么就会增加设计和施工的难度。同时，因为建筑有着特别独特的造型，不同专业管线复杂的综合起来，这样就增加了不同单位的配合难度，比如精装修施工单位、土建施工单位等等，因此，就需要采用直观的建筑模型。利用BIM技术来进行三维空间建模，可以参数化这些构件，这样三维模型就被完整的构建了起来。整个三维模型其实作为数据库而存在，涵盖了所有项目的所需数据，不仅可以统计相关的工程量，还可以对构件实体的几何参数和空间位置等参数进行提取和修改。在施工设计方面，通过三维空间建模，可以对设计起到辅助的作用，在对方案进行深化的过程中，可以在立体空间中进行精确定位。并且因为三维模型可以将各种图纸给关联起来，这样出图效率就得到了大大的提高。并且三维模型还可以有效控制建筑构件的尺寸，还可以利用族文件来驱动控制局部构件参数，这样就可以将参数化设计的优势给充分的发挥出来。它将一个完整的工作平台提供给了所有专业，在同一个软件平台上，不同的专业可以同时进行三维设计，这样就不需要对接图纸，对一种工作重复性进行，提高了工作效率，还可以更加顺利的进行以后的管线综合以及配合施工问题。从施工方来讲，通过三维空间建模，可以对现场施工进行协助，综合深化之后，可以实时模拟和预演设计成果，建筑物的每一个角落每一根管线都可以让人们清楚的看到，这样就可以直观看到设计成果。

可视化施工：从建筑施工的角度上来讲，通过可视化施工，可以有效的模拟现实以及方案设计，可以将工程各个阶段的情况给形象直观的表现出来，对于现场施工起到有效的指导作用。在此基础上，来设置三维虚拟漫游，可以完整的展示出来整个项目。

异型结构施工：通过三维坐标可以将建筑图纸上门窗洞口位置以及石头形状给有效的标识出来。因此，通过软件构件的三维模型，对石头的外部轮廓、形状变化以及门窗洞口留置等复杂区域的三维坐标进行测量，并且对斜墙、斜柱和斜屋面的坡度等数据进行测量，对斜墙、斜柱距轴线的距离和斜率进行计算，依据这些计算结果来进行控制，然后将计算机的各种辅助设计软件以及其他的测控方法充分利用起来，这样就可以平面转化空间结构测量以及测控问题，测控难度得到了大大的降低，最后只需要在相应的楼层平面位置上利用全站仪的测量特性来定位所需要的位置点，下一步施工依然采用传统的施工方法来进行。在施工时，可以任意剖切图纸，采用不同的位置和角度，这样剖面图就可以自动形成，可以随时检查现场施工的施工效果，给予必要的指导，通过模型的分析，以及预测加工模型，来对现场钢筋和模板的安装工作进行必要的指导，对施工方案进行必要的优化，这样才可以合理有序的施工，施工可以更加便捷顺利的进行。

现场整合：在本项目工程施工过程中，遇到了很多的难点和问题，比如施工工序、场地状况、机械设备、脚手架以及周转材料等，会在很大程度上影响到工程施工。那么就可以充分利用BIM技术来进行必要的现场整合，利用模型提供的信息来进行必要的优化，比如物理信息、规则信息、几何信息等等，优化那些有着较高复杂程度的建筑。具体来讲，包括这些方面的内容，一是现场指导，通过模型来指导施工；二是现场跟踪，将各种先进技术充分利用起来，比如激光扫描、GPS、移动通讯等；三是要对工作人员的施工进行指导时，可以充分利用项目的BIM模型来进行。

4、结语

通过实践研究表明，在一些有着独特造型和复杂工程的施工工程项目中应用BIM技术，可以充分展现BIM技术斜柱施工的能力，给予现场施工必要的指导，提高施工的精准度，同时，工作效率也可以得到显著提高，施工成本得到了显著降低。但是，通过实践，我们发现BIM技术存在着很多的局限性，比如因为只能够在建筑和结构专业内应用，那么就无法实现其他的一些强大功能；缺少本地化族资源等等。

参考文献

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