商业大厦工程BIM综合应用案例.pdf

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1、xxxx 大厦工程 BIM 综合应用 xx 建设工程有限责任公司 1、成果名称：xxxx 大厦工程 BIM 综合应用 2、参赛单位简介（1）企业总体简介 xx 建设工程有限责任公司（简称 xxxx 公司）始建于 1952 年，是世界 500 强企业中国建筑的三级法人单位，具有房屋建筑施工总承包特级资质，建筑行业（建筑工程）设计甲级资质，通过六十余年的发展，已成长为合约额超过 500 亿元，营业收入超过 200 亿元的国有大型建筑施工企业。公司先后获评全国实施用户满意工程先进单位、全国最佳施工企业、全国用户满意施工企业、全国质量效益型先进施工企业、全国质量管理先进企业、全国守合同重信用企业、全国

2、文明单位、全国模范职工之家等荣誉称号。（2）企业 BIM 应用简介 1）BIM 起步 公司自 2004 年起开始关注 BIM 在建筑行业中的巨大影响，投入了大量的资源用于 BIM 技术的研发和应用取得了一系列具有科技含量的成果，形成了一整套基于 BIM 的建筑全生命期管理技术和工具，应用于工程项目，获得了业主方以及施工参与方的广泛认可。与此同时，公司各级 BIM 团队和专业人才数量也逐步壮大。2）BIM 研究总体情况 公司作为发起单位之一成为中国 BIM 发展联盟理事单位。参加联盟和中建协的各项推广和研发活动，开展大量课题研究，主要包括：参与各类行业论坛并做报告、承办建筑主管部门 BIM 宣讲

3、会、参编中建总公司建筑工程施工 BIM 应用指南、参编国家住建部信息中心中国建筑施工行业信息化发展报告（2014）-BIM 应用与发展、参编BIM 应用系列丛书（丁烈云主编）。3）公司 BIM 知识产权(注册软件)、基于 BIM 的机电设备智能管理系统（简称 BIM-FIM）。、基于 BIM 的（简称 BIM-FC 建筑工厂化（设计、加工、仓储）管理系统）。4）BIM 获奖情况 中国建筑业协会“工程建设 BIM 应用大赛”奖 序号 成果名称 奖项名称 奖励年度 1 xx 广场二期工程基于 BIM 的建筑机电智能管理系统研发与应用 一等奖 xxxx 2 xx 国际金融中心项目 BIM 系统研发与

4、应用 一等奖 xxxx 3 基于 BIM 的建筑工厂化管理系统 一等奖 xxxx 4 xx 中心工程分包工程施工管理综合应用 三等奖 xxxx 5 xx 总承包项目 BIM 综合应用 三等奖 xxxx 6 xxxx 大厦工程 BIM 综合应用 二等奖 xxxx 7 深圳 xxx 大厦施工总承包工程 BIM 综合应用 二等奖 xxxx 3、工程项目简介 项目名称 xxxx 大厦项目 地理位置 xx 市 xx 新区 xx 商务区 A09 地块 建设单位 xxxx 投资有限公司 勘察单位 xx 市勘察院 设计单位 xx 建筑设计研究院有限公司 监理单位 xx 工程监理有限公司 总包单位 xx 建设工

5、程有限责任公司 工程性质 商业、办公、酒店综合体 工程工期 xxxx 年 xx 月 xx 日至 xxxx 年 xx 月 xx 日 4、BIM 团队介绍 本项目 BIM 团队共 9 人，序号 姓名 职务 本成果职责 BIM 技术履历 1 xxx 分公司总工 领导、指导 分公司 BIM 技术推广总负责 2 xxx 分公司副总工 领导、指导 分公司 BIM 技术推广实施 3 xxx 项目经理 BIM 技术推广 xxxx 大厦项目 BIM 推广应用。4 xxx 项目总工 BIM 技术推广 xx 期 BIM 学员，xx 经理部 BIM 技术推广负责人。5 xxx 技术部门负责人 模型建立、应用 xx 局

6、第二期 BIM 学员，BIM 竞赛全国三等奖、BIM 竞赛公司二等奖 6 xxx 经理部技术经理 模型建立、应用 xx 局第二期 BIM 学员，BIM 7 xxx 技术员 模型建立、应用 分公司 BIM 技术推广人，xxxx 大厦项目 BIM技术员。8 xxx 技术员 模型建立、应用 xx 公司第二期 BIM 学员，xxxx 大厦 BIM 技术员。9 xxx 技术员 模型建立、应用 xx 公司第二期 BIM 学员，xxxx 大厦 BIM 技术员。xxxx 大厦南塔（富力 A09）工程，位于 xx 市 xx 新区 xx 商务区滨河西路与众智路交口，占地面积15000，为 xx 第一主峰。工程总建

7、筑面积为29.7 万 m2。地下 4 层，地上 91 层，总建筑高度 480m；基坑开挖深度达-31.6m，为 xx 市最深基坑，地下室参与半逆施作法。建成后是集五星级酒店、商业、酒店式公寓及观光娱乐中心为一体的综合性建筑。5、参赛成果 BIM 技术应用软硬件配置 项目配置 4 台工作站，配置为 i7 处理器，8G 内存，1G 独显，1T 硬盘。项目技术人员及主要管理人员均能熟练应用 Revit、Navisworks、MagiCAD、3ds Max、Tekla、等 BIM 软件；Revit 主要应用于结构、建筑、机电安装模型建立、结构节点深化、钢筋排布，钢结构深化、顶模族建立、顶模整体模型建立

8、、顶模爬升规划等，但目前国内设计院应用 Revit 做设计的仍然较少，应为未得到普及，故在施工过程中大力推广应用受到约束，另 Revit 应多开发与力学计算软件接口，将模型直接导入软件中进行受力计算，即可进行结构设计，又可方便其在施工阶段针对施工措施进行结构受力计算。Navisworks 主要用于施工模拟、动画可视化交底、动态 5D 管理、顶模安装动画、顶模及机电安装碰撞检查等。MagiCAD 主要用于选取产品、二维出图、预留洞口处理、IFC 输出、管道水力计算等。3ds Max 主要用于模型建立、图形渲染、可视化交底、动画模拟等。Tekla 主要用于模型建立、节点深化及数据输出等。6、参赛成

9、果 BIM 应用情况 6.1 项目采用 BIM 技术原因 xx 公司非常重视 BIM 人才培养及 BIM 技术应用，项目作为 xx 市 xx 新区 xx 第一高楼，基坑深度深，采用半逆作法。塔楼钢结构复杂，采用顶模施工。采用 BIM 技术，一方面可通过模型可视化可信息数字化，提高施工效率，减少施工成本，提升施工质量。另一方面可以项目为依托，开发基于 BIM 的总承包管理平台、顶模设计软件及其他技术成果，使 BIM 技术能在整个公司更大范围的推广使用。6.2 BIM 应用内容及解决的工程问题（1）BIM 技术应用特点和创新 1）图纸检查及技术交底 本阶段工作包含建筑、结构、机电、钢结构等专业的信

10、息模型的建立，在建立模型之前需要根据数据交换要求确定信息模型建立的标准，信息模型建立完成后，对模型进行检查，整理图纸问题及根据建立的信息模型编制相应的方案及技术交底。2）施工进度模拟分析 本阶段工作将建立的 3D 模型与进度计划关联形成 4D 模型，施工前对施工进度进行模拟，在施工过程中根据现场实际情况对整个进度计划进行分析和调整，保证现场和计划进度相匹配。3）管线综合碰撞检查及深化设计 主要工作内容有：管线综合的碰撞检查、管线及钢结构深化设计、工作面管理子系统。4）工程量的统计 主要工作内容有：广联达算量软件的使用、广联达与 BIM 软件接口开发、施工过程中工程量动态查询分析。5）施工组织模

11、拟与分析 主要工作内容有：资源信息模型的建立、4D 资源管理、5D 成本管理 6）数字化建造 主要工作内容有：施工过程精细化模拟、施工信息查询、3ds Max 真实感渲染和动画输出。7)竣工模拟交付 采用 xx 公司与清华大学共同产权的“基于 BIM 的机电设备智能物业管理系统 BIM-FIM”（以下简称 BIM-FIM 系统），通过开发 4D-BIM 系统与 BIM-FIM 系统的共享接口和 BIM-FIM 系统的使用培训，实现竣工模型的交付。8）维护维修与应急处理 采用 BIM-FIM 系统，依据构件的类型，为构件关联维护计划、维修方案、备品信息和上下游关联，用于辅助业主进行日常的维护维修

12、工作，同时为应急处理提供决策支持和相应的工具。9）基于 BIM 的信息管理系统 在公司原有的信息系统中增加专门的 BIM 模块，将建立的预算模型及施工模型及时上传，其中施工模型中各构件与施工信息（构件的施工时间、检验批、原材料的合格证、钢筋原材、直螺纹、混凝土试块、钢结构焊缝等试验资料、设计变更单、工程洽商单、结构验收单等资料）相关联，实现公司层面对项目的掌控与管理。并以此为基础，使整个模型形成一个数据库。既实现了资料的数字化，更能实现方便的检索与定位。10）BIM 数据协同系统 利用云数据中心同步共享 BIM 数据。各部门、各岗位按需共享，直接调用模型及数据，提高协同效率，为决策提供依据。过

13、程中服务器积累上传数据，进行数据二次挖掘，方便后续应用。11）基于 BIM 的总包管理接口的课题研究 与清华大学合作，研究基于 BIM 的总包管理接口课题研究。设计监理一个总包管理 BIM 平台，为各专业及队伍提供总包管理 BIM 结构平台。12）基于 BIM 的顶模设计 运用 Revit 建立 3D 节点和构件模型，通过确定的构件和节点的模型进行组合，模型建立完成后，运用 navisworks 对进行碰撞检查，对相互冲突的地方重新优化设计。将顶模各标准构件进行预拼装，为现场实际安装提供参考。（2）BIM 应用实施过程 2）资源投入分析 基于 BIM 模型，对拟投入的人力、材料、机械进行反向计

14、算和定量分析，以确保在满足施工需要的前提下合理配置资源。1）Revit 模型与 Navisworks、Project、Visio 软件结合来进行 4D进度施工模拟，实现进度计划与模型的关联，从而更好的实现进度优化、工期优化的效果。将 BIM 模型，结合进度计划形成各阶段的人、材、机的需求信息，优化劳务人员和材料的分配，辅助编制科学合理的资源投入计划。3）安全分析 结构安全分析 结构横向位移分析 4）钢柱节点深化设计 牛腿示意图 节点钢筋排布 多节点对比 钢柱整体模型 圆管柱柱脚节点模型 圆管柱梁节点模型 5）可视化指导施工、方案对比与交底 可视化助于土方开挖、集水坑优化、钢筋翻样、交底、算量（

15、混凝土）；底板集水坑优化：提高了整个项目的阅图效率和沟通效率，同时明显降低基坑开挖过程中的错挖、超挖等情况，减少了返工、换填等补救措施，降低施工成本。6）机电安装应用 管道水平综合排布 管道竖向综合排布 管道排布西部节点图 7）试验柱工艺模拟对比 提供试验柱施工方案的文字资料、视频、电子图、蓝图等，协调设计方、业主的工作。利用 BIM 可视化特点，建立方案模型，模拟方案施工过程，找到可能存在的问题，可视化视频技术交底。8）基于 BIM 的顶模设计 桁架平台系统 挂架系统 液压顶升系统 平台贝雷片 连接件 柱头节点 贝雷片的连接 3D 设计：运用 Rvite 建立想象中的 3D 节点和构件模型，

16、集中讨论，确定方案；通过确定的构件和节点的模型进行组合，选取符合本项目的特点的最优化方案，最后生成二维图纸。可视化模型解决了施工人员对图纸理解困难的问题，极大提高了施工效率，减少返工。顶模整体模型图 挂架楼楼梯图 顶模走道板及防护图 顶模挂架局部图 顶模液压顶升系统图 碰撞检查：模型建立完成后，运用 Navisworks 对液压顶升系统、挂架系统和平台系统之间进行碰撞检查，对相互冲突的地方进行重新优化。顶模碰撞检查图 实时漫游：通过漫游实时体验各系统是否达到使用功能要求。如楼梯、挂架走道等。预安装：本顶模设计定义为标准装配式顶模体系，运用 BIM 将各标准构件进行预拼装，为现场实际安装提供参考

17、。9）屋顶皇冠 BIM 应用本工程屋顶皇冠结构采用四根天线采用竖向钢桁架的形式，底部通过水平桁架传力至主体结构，与基座部分通过多道水平支撑连接。通过BIM 建模并做施工动画模拟，直观反映屋顶皇冠结构效果图，即能显示出现场施工工序，又能有效展现出塔吊换拆过程。通过实况模拟保证了施工方案的可实施性。6.3 BIM 技术应用整体效果和效益（1）在土方开挖及基础底板阶段的应用：提高了整个项目的阅图效率和沟通效率，同时明显降低基坑开挖过程中的错挖、超挖等情况，减少了返工、换填等补救措施，根据以往施工经验，如采用传统放线施工开挖，超挖及错挖土方量约为 60 立方米，施工前进行 BIM 三维建模，模拟基坑中

18、电梯坑及集水井坑开挖后的控制点坐标，根据坐标放线并实时控制，减少了开挖期间错挖及超挖现象，工程实施最终超挖及错挖量约为 10 立方米。同时根据局部深坑分布，计算开挖量，合理布置开挖机械位置，避免机械多次倒运破坏深坑侧壁的影响。（2）在钢结构节点深化方面的应用：由于本工程钢结构结点复杂，钢筋分布较密，且直径较粗，梁及柱钢筋直径由 25-40mm 不等，结点处理复杂，原有设计未考虑到钢筋排布与钢结构结点的配合布置，导致部分结点设计无法施工，项目通过 BIM 建模，对节点模型做碰撞检查，提出深化设计建议，模拟施工方法，极大程度的减少了施工难度，提升施工效率。（3）在顶模设计阶段的应用：由于项目顶模为

19、标准组合式，由几种标准化贝雷架组拼形成平台体系，顶模平台布置受剪力墙分布约束大。运用 BIM 设计顶模，通过确定的构件和节点的模型进行组合，通过碰撞检查进行顶模结构优化调整，选取符合本项目剪力墙的特点的最优化方案，最后生成 2D 图纸，运用于顶模加工。顶模设计中将模型中所有标准构件建立成族，形成标准族库，并将设计经验进行分享，运用于其他项目进行推广应用，明显缩短顶模设计周期，减少顶模设计的出错率。由于顶模一般只用于超高层，对项目管理人员及施工队伍比较陌生，顶模安装安装过程中通过可视化交底，碰撞检查、实时漫游、预拼装动画的应用，增强了管理人员及操作工人在顶模安装前的模型印象、为顶模安装提供了强有

20、力的支撑。6.4 取得的经验及教训 经验：1、通过可视化技术交底可大大增强现场复杂工程的可实施性，可视化交底应结合各软件特点进行综合应用，如本项目三维可视化交底在结构复杂部位利用 3ds max 渲染效果强的特点进行交底。通过 Rvite 对现场高支模区域和复杂钢筋节点进行建模，通过 Navisworks 对现场管理人员和工人进行技术交底，工人可随意对模型进行横立剖进行查看，极大的解决了工人理解困难的问题。2、模型建立越详细，提前发现的图纸问题就越多，可提前组织会审，解决图纸问题。避免边施工边做图纸会审，因此而延长施工工期。3、顶模设计过程中，模型族库应形成完整的系统，确保在其他项目顶模设计工

21、程中，能在该系统中找出所需要的全部族。以此提升顶模设计效率。4、BIM 技术比传统技术投入多，需要引入更多的辅助工具，且实施过程均由公司及项目一方推动，业主不愿在此方面投入费用，加之其运用范围有限，项目在采用 BIM 技术解决工程问题的同时大多处于边探索边应用的阶段，许多过程中工作完成后实际应用价值并不明显，部分工作并未取得有效的收益，应加速 BIM 技术应用，加速 BIM 技术替代传统技术的步伐，减少在实施过程中做“无用功”的现场，避免 BIM 应用反复徘徊在建模阶段。5、BIM 人才培养及路线尚不成熟，缺乏一套完整的培养体系，施工企业需要即懂现场分部分项工程施工技术又懂 BIM 技术应用的

22、综合性人才，现阶段极度缺乏此种综合性人才，项目实施过程中总结实施阶段人才应具备的技能素质，针对性地做培训。教训：1、模型建立过程中如果只追求速度，忽略模型精确度，后期应用阶段将产生许多难以预料的困难。2、项目管理初期编制了 BIM 实施方案，制定了一系列 BIM 管理制度及工作流程手册，但由于管理经验不足，对实施过程中出现的问题没有细化考虑，BIM 工作开展过程中各专业之间配合默契度仍不够，各专业间工作界面划分不清晰，导致后期需要前期数据时发现前期并未完成该项工作，各专业模型精细化程度不一，需要修改模型进行重新调整才能得以利用，应重视文件版本管理制度和协同工作制度，后期项目 BIM 工作开展中应继承本项目实施经验，将管理制度及工作流程手册共享，逐步优化形成一套适用于本公司的 BIM 实施手册，使项目管理 BIM 实施少走弯路。