BIM技术在山地异型结构施工中的应用

郑帅帅 雷静

中国二十冶集团有限公司 上海市 201900

摘要：BIM技术是国际上的一种新型建筑信息技术，根据建筑工程项目的各项相关信息数据建立三维空间实体模型，通过三维模型所具有的真实信息，在建筑施工中对工程进行可视化的指导，是符合我国现代建设的先进技术。文章以某施工工程为例，具体分析BIM技术在山地异形结构施工中的应用。

关键词：BIM技术；山地异性结构；建筑施工

BIM技术通过构建三维空间实体模型，能够对整个建筑工程进行可视化的指导，实现施工工程资源的合理配置，提升施工工程效率。但由于我国BIM技术应用研究刚刚起步，在具体实际操作和应用上存在一些问题，因此，需要有关人员对其进行进一步的研究，文章通过分析其在山地异型结构施工中的应用，对BIM在结构施工中的应用进行研究。

一、BIM技术概述

BIM技术是指建筑信息模型技术，是建筑设计信息化的体现，实现了对建筑工程各种信息化数据的传递，充分分析了建筑结构模型中各个构件之间存在的逻辑关系，是现代化建筑施工必备的一种信息技术。在具体的建筑工程中对BIM技术的应用表现为：施工初期对材料、工程属性、建筑构造等信息的评估；施工阶段对数据库的设计、施工设备的管理、施工成本的核算等；施工后期对建筑生命周期的数据评估等。BIM技术的主要原理是三维立体设计以及数据化管理。这种技术具备大型的数据库信息，是基于CAD技术对建筑工程的数字化描述，能够对建筑工程施工环节的各个信息进行存储，对建筑周期的运行数据进行管理，从而实现建筑工程数据信息的精细化、全面化处理应用。

二、山地异性结构工程建筑施工概况及施工难点

（一）山地异性结构工程建筑施工概况

该山地异性结构工程建筑处于山脊线的山坳中，在建筑工程的西边存在一个水库。建筑工程的主要结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构，基础形式为独立基础，一些区域的建筑基础是人工挖孔灌注桩。在具体施工中结合依山的特点，并结合地形形成等高线状的跌落式建筑群体。该建筑围绕山脊来组织和设计建筑群体，从山顶到山底都结合建筑形体进行空间设计

（二）山地异性结构工程建筑施工难点

第一，山地建筑施工。工程在山坡上，建筑通常无规律，具体施工需要根据山形结构来对建筑的内部空间进行设计和安排。另外，建筑的空间层次存在多重交叉性矛盾，受地形的起伏影响，工程施工在排水、管线布置以及防水方面存在难度。第二，异型结构施工。山地异形结构使施工工程功能较为复杂，造型设计也颇为奇特，建筑的总体设计没有呈现一个平面形状。在施工中需要一些异型混凝土石头，这些石头主要应用在斜墙和斜柱上，这种倾斜的角度是无规律可循的，由此加大了施工的难度。第四，工期紧张。该地区属于山地地形，在施工时间上历时较久，一般需要耗费一年多的时间，且需要从上往下的分层次施工，工程功能复杂、所需要的施工工序繁多。

三、BIM技术在山地异型结构施工工程中的应用

（一）三维实体建模

基于工程本身造型的独特以及功能的复杂，传统的二维图纸很难满足现场施工，同时，由于施工本身的复杂性，需要不同专业单位之间的配合，因此，为了解决这些困难，需要构建一个较为直观的建筑模型。第一，BIM技术能够利用三维空间模型来构建直观的建筑模型。三维建筑实体模型的构建以一种数据库的形式存在，体现了所有施工项目所需要的数据，能够对工程量进行统计，也能够对实体几何参数和空间位置等参数进行提取和修改，对施工施工的进行具有重要的辅助作用。第二，三维实体模型的构建能够对建筑构件的尺寸进行控制，从而对工程局部构件的参数进行控制，实现工程的优化设计，提升了工作效率。第三，三维模型能够协助施工方施工，具体表现为对工程设计结果的实时模拟和预演，从而让施工方清晰的看到工程建筑的每一处角落及工程细节，在一定程度上减少了返工，节约了成本。

（二）可视化施工

可视化施工能够帮助建筑施工方有效的对工程设计进行模拟，从而直观化、形象化的展现施工的具体情况，便于有关人员对施工的及时指导。三维虚拟漫游的设置能够对施工项目进行完整的展示，从而提升工程指导工作的实时性和及时性。

（三）异形结构施工

BIM技术中的三维坐标能够将建筑图纸上21个石头形状窗洞的位置以石头形状的形式进行标识，并在软件的应用基础上构建三维模型，利用三维模型对石头的形状变化、窗洞口留的位置、斜墙、斜柱等一些复杂区域的三维坐標进行测量和计算，之后根据这些测量计算对施工工程进行有效控制。三维坐标的应用实现了平面化的空间结构测量，降低了测控难度。利用计算机软件能够实现和其他测控方法的结合利用，继而将平面化的空间结构测量转化为立体结构的空间测量。同时，在施工时能够对图纸进行随意切割，并实现在任何角度以及任何位置上对图纸的自动生产，从而随时对施工现场进行掌控，便于有关人员对工程科学化、序化管理。

（四）现场整合

由于山地异型结构的复杂，在具体的施工中遇到了很多难点，比如施工的工序、现状施工情况的控制、机械设备的使用以及材料的获取等。这些问题对施工工程产生了消极影响，BIM技术能够充分调动物理、几何等信息，并利用各种三维模型的构建来实现对信息的优化整合。利用该技术对施工工程的整合主要体现在以下几个方面：第一，对施工现场的指导。用过技术对模型的建立能够对施工现场进行及时有效的指导；第二，对施工现场的跟踪。该技术能够集合全球定位系统、激光扫描、移动通讯等技术来对施工现场进行跟踪；第三，对施工人员的施工工作进行指导。

（五）4D的施工模拟

BIM技术能够在施工工程结束后反推出每十天的施工进展，并利用软件来进行施工计划的设计，并在融入时间信息的同时建立利于施工模拟的4D模型，从而对施工工程全过程进行预演，及时发现和解决施工问题。另外，在施工现场可以利用BIM技术安装摄像头，对摄像记录下的施工工程以照片的形式进行播放，从而形成完整的施工图像，加强对工程的动态监督。

总结：

BIM技术在山地异性结构施工的应用对工程的顺利完成具有重要的现实意义，能够加强对施工全过程的指导，提升施工效率，节约施工成本。但现阶段我国BIM技术的应用存在一些局限性因素，比如BIM技术仅局限于建筑、结构专业，没有对其强大的功能进行充分应用，同时也仅仅局限在施工设计阶段，没有对建筑生命周期进行集成化的管理。因此，需要有关人员不断加强对其在山地异型结构施工中应用的研究。

参考文献：

[1]吴伟，原波，曹雪菲，钟启勇. BIM技术在山地异型结构施工中的应用[J]. 建筑技术，2013，01：25-27.

[2]刘占省，赵明，徐瑞龙. BIM技术在我国的研发及工程应用[J]. 建筑技术，2013，10：893-897.

[3]冯向花，冯景武. 浅析BIM技术在山地异型结构施工中的应用[J]. 江西建材，2015，02：62.

[4]纪博雅，戚振强. 国内BIM技术研究现状[J]. 科技管理研究，2015，06：184-190.

作者简介：

第一作者：郑帅帅（1989-10-02）男 山西石楼县人 民族：汉 职称：助理工程师 学历：大学本科 研究方向：工程管理；

第二作者：雷静（1988-08-14）女 山西柳林县人 民族：汉 职称：助理工程师 学历：硕士研究生 研究方向：环境工程。