基于BIM 技术的型钢构件施工深化设计与施工协同应用研究.docx
基于BIM技术的型钢构件施工深化设计与施工协同应用研究BIM技术在不同工程项目的钢结构施工中得到了初步探索和应用, 但钢结构中的深化设计与现场施工仍存在二次设计深度不足、现场施工协 调困难等问题。基于昆明万达广场项目，对大型型钢混凝土结构中型钢构件 的施工设计深化和现场施工协调进行较为深入的BIM技术整合与应用，提 出基于BlM技术的钢结构应用实施路径，为类似工程项目型钢构件的施工 深化设计与现场施工应用BIM技术提供参考。1、工程概况昆明呈贡万达广场位于云南省昆明市呈贡区，地处彩云路与驼峰街交 界处，项目连通地铁线二号线驼峰街站，紧靠昆明市行政中心和大学城。本 项目一共包括2层地下室、1栋万达商业楼、6栋塔楼及商业裙楼，总用 地面积72 251平方米，总建筑面积43. 69万平方米。其中，万达商业楼建筑面积10. 05万平方米，共6层，规划停车位 2030个。商业楼采用型钢混凝土框架结构，为保证商场内部可用空间，结 构设计多采用大跨度和高净空的空间布局，详见图1。其中，地下负1层至 地上4层部分结构柱为型钢混凝土柱，地上1 4层部分梁为型钢混凝土梁,如图2所示，型钢总工程量约为452t。图1万达商业楼整体结构模型2、万达商业楼钢结构技术难点分析(1)型钢构件施工深化设计难度大初步设计图样不满足施工所需深度万达商业楼的结构设计模式与常规商业项目类似，初步结构设计成果只需 满足受力计算和钢含量等规范指标即可。设计单位提供的初设图样仅表达钢结构 的截面尺寸、材质等基本信息，施工单位无法直接将初设计图用于现场施工作业, 初设图样经专业厂家进行二次施工深化设计之后方可使用。同时，受对现场进度 的了解和厂家专业能力等因素的影响，由专业厂家进行的施工深化设计成果可 能会出现与施工进度不匹配、不同专业交叉施工发生冲突等问题。万达集团下属项目要求型钢构件在进行施工深化设计时要同时满足：国 家规范、设计指标的需求；万达集团企业内部标准的需求；现场施工进度的需求; 商业后期运营的其他需求。可见,需求多容易造成实施标准不统一、实施目标难 以实现等问题，进行施工深化设计时还须同多方协调以顺利完成建设目标。（2）型钢构件现场施工难度大施工现场环境限制多万达广场紧邻昆明市级行政中心，周围环绕均为城市主干道。型钢构件需 在工厂预制，运抵施工现场后安装。为避免运输过程干涉市政交通，所有型钢构 件的场外调运都必须限时和定点。为保证施工现场正常运转，不受型钢构件场内 运输的立体干涉，构件的场外调运和场内运输需同时进行。型钢构件现场施工要求特殊要保证型钢构件施工过程中的绝对安全，施工之前必须对构件施工范围 内已施工的部分进行误差复核和数据采集，将施工误差数据进行汇总，分析计 算现场施工误差是否会对型钢安装产生影响。施工过程中严格按照设计、规范要 求进行吊装、焊接等施工工序。要严格控制安装质量和焊接质量，及时进行探伤 检测等工作。施工时要注意与钢筋制作、模板搭设以及混凝土浇筑等不同工序之 间的搭接。（3）参建单位间协作难度大本项目施工总承包单位为云南地区企业，联合体设计单位为上海地区企 业，钢结构专业厂家为北京地区企业。三家单位首次进行合作，彼此间的协作默 契程度不够，在施工信息传递和专业技术的配合方面尚需磨合。总承包单位对设 计意图的理解不够充分，设计单位无法把控现场施工质量，专业厂家对各方信 息的接收存在缺失，均给项目施工作业的开展增加了难度。3、型钢构件BlM技术实施路径选择针对原专业厂家深化设计不合理问题的解决方案总承包单位采用BIM技术对初步深化方案进行建模-检测-模拟,基于碰撞检 测的结果定位和分类存在的问题,BIM实施团队通过召开定期会议的方式对发现 的碰撞问题和深化不合理的部分进行会审。参照各方意见和规范对模型进行修改, 并同步更新模型,重复该步骤直至修正碰撞问题,达到利用BIM技术对原专业厂 商方案开展进一步施工深化的目的。针对现场施工难度大的解决方案利用BIM技术三维可视化的优势对BIM模型和方案中的重难点进行交底,输 出二维深化图、视频等BIM成果,方便现场工人和管理人员使用。在场布模型中 提前规划构件位置和运输路径,提前规避由于场地限制可能会给型钢施工带来的 问题,进行型钢安装模拟,提高现场施工效率。过程中要及时进行检查和问题反馈, 确保遇到突发问题能够及时处理。针对不同单位间协同工作困难的解决方案由总承包BIM团队牵头,组织现场钢结构施工班组以及其他各班组施工人员 对BlM深化方案进行再次优化。结合现场条件、施工班组的技术水平以及施工人 员有关施工操作的建议,对型钢构件施工深化方案进行调整。同时,将各方意见转 换为参数，以模型为载体实现信息在单位间的快速传递,最大限度地减少信息缺 失。深化成果修改定案后,经设计单位复核确认便可进行现场实施。由此借助BlM 技术实施流程,增强各单位间的协作水平,改善不同单位间的协作默契程度,提升 项目信息化管理的效率。结语钢结构由于自重轻、强度高等优点在许多工程项目中得到应用，同时对设计 与施工提出了要求和挑战。本文通过对万达广场这一城市综合体项目的钢结构应 用剖析,运用BIM技术提出解决思路,并对实施效果进行展示与对比,得出如下结 论：(D提出运用碰撞模拟发现专业厂家施工深化设计中的重点问题,总结基于BIM技术针对深化设计不合理、现场施工难度高、不同专业间协调难度大三类问 题的实施方案。(2)明确采用BIM技术进行技术交底可以极大提高作业人员对于方案的理解 程度,提高现场工作效率。利用BlM技术在前期将原始设计和方案中存在的问题 进行优化后,还可进一步提高现场施工质量。(3)运用BIM技术可以再次深化专业厂家的钢结构施工设计,尤其是钢筋之 间、钢筋与其他构件(如型钢)之间的碰撞深化检查;运用BIM技术可以展开钢结 构的施工工序模拟,并施行跟踪检查;运用BIM技术可以提供信息化手段整合参 与各方,提升项目管理效率和水平。因此,本文为类似钢结构工程项目运用BIM技术进行设计深化、施工辅助、 协同管理提供了参考和借鉴,局限性在于仅选取城市综合体项目进行BIM技术应 用探讨,未来可考虑对比BIM技术在不同钢结构工程项目中的应用，深入挖掘不 同钢结构项目特点与BIM技术的契合。另外,本文主要侧重施工深化设计与现场 施工阶段,对于后期运营维护阶段的应用有待进一步探讨。
