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BIM服务 
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操作流程

  根据业主提供的方案图,建筑通过Revit软件建立BIM模型,机电、结构专业依据建筑BIM模型建立机电、结构BIM模型。结构专业通过REVIT-YJKS_ForRevit将BIM模型导入YJK结构设计软件中进行电算,然后将电算结果导入midas gen中进行动力弹塑性分析,找出薄弱点,将结果反馈到结构软件中加强处理,待合格后将模型导入Revit中修改结构BIM模型。将各专业模型汇总成机电综合BIM模型,将模型导入FUZOR中进行碰撞检测及查漏补缺。确定各专业无误后出各专业施工图。

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大震分析结构薄弱部位检测

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BIM碰撞检测

  BIM技术,即将施工的建筑和机电设备管线进行三维建模,并采用BIM技术中具有可视化模型及碰撞检测功能,对现有信息模型进行碰撞检查,可直观地发现管线综合中的问题,及时调整,从而减少了施工中不必要的返工,提高了消防工程安装的一次成功率,从而达到工程对标高及施工质量的高要求。

  根据施工图纸建立建筑、结构、机电BIM模型,利用BIM技术检测建筑与结构之间的碰撞问题,设计不合理问题,有效控制建筑和结构图纸的一致性,避免了在施工过程因建筑和结构设计冲突,造成的返工、拆改。

  根据建筑、结构、机电的BIM模型进行管线的布置,在发生与总包BIM模型发生冲突或者碰撞时,相互协调碰撞,利用BIM软件把建筑、结构等影响到机电专业的模型,整合到一个模型当中,利用软件自动检测碰撞功能,分别检测机电各专业间碰撞、机电与建筑和结构碰撞等,把问题提前优化,把影响较大的问题反馈给相关专业协调修改。

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  上述图,可以看出发生碰撞的地方比较明显,通过碰撞检测可以看出桥架与风管有明显的冲突,通过协商,把桥架的位置进行调整,解决碰撞。

  利用BIM技术检测消防和机电之间的碰撞问题,设计不合理问题,有效控制建筑和结构图纸的一致性,避免了在施工过程因建筑和结构设计冲突,造成的返工、拆改。

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  利用BIM模型检测出的结构梁与门的碰撞,在传统的2D平面图纸里很难发现此类问题。

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  案例1:在图中所示,可以看出红色的地方发生了碰撞,我们需要调整管道的避让,其中蓝色部分是风管,尽量避免风管90°弯曲,所以调整水管的位置,绿色部分是水管部分,最终结果我们需要进行碰撞检查后进行修改,避免施工中出现错误。

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  案例2:上图为水管与水管之间的碰撞,灰色部分是水管,可以从图中看出交叉的部分发现打架的问题,需要进行调整,把水管的位置进行碰撞检测从而进行修改,使得在现场施工的时候避免不必要的冲突和错误。

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  案例3:上述图中,浅蓝色部分是桥架,绿色部分是风管,红色部分是消防水管,图中通过碰撞检查可以看出左图中发生两处比较严重的碰撞,红色圈分别画出错误的部位,一个是防火桥架和风管的碰撞,另外一个是消防水管与其他管道发生碰撞,通过BIM中的碰撞检查可以将它们进行有效地调整,小管优先避让大管,避免在现场中发生管道打架的情况。


BIM技术在设备管线优化应用

  工程设备管线主要包括强电、弱电、消防喷淋、综合布线、给水、中水、污废水排放、燃气供应、通风空调、防排烟和采暖供热等,这些管线错综复杂,各预制构件搭接处钢筋密集交错,如果在施工中发现各种管线、预制构件搭接发生碰撞,将给施工现场的各种管线施工、预埋和现场预制构件吊装、制安带来极大的困难。

  因此,在施工前,采用BIM技术对管道密集区域进行综合排布设计,虚拟各种施工条件下的管线布设、预制联接件吊装的模拟,提前发现施工现场存在的碰撞和冲突,尽早发现施工过程中可能存在的碰撞和冲突,有利于减少设计变更,提高施工现场的工作效率。

  2.1 管线碰撞检查优化

  碰撞检查是指在电脑中提前预警工程项目中各不同专业(结构、暖通、消防、给排水、电气桥架等)在空间上的碰撞冲突。工程管线种类多、各专业管线相互交叉,施工过程中很难完成紧密配合,相互协调。利用BIM软件平台的碰撞检测功能,根据各专业管线发生冲突时,有压管让无压管,小管线让大管线,施工容易的避让施工难度大的,再考虑管材厚度、管道坡度、较小间距以及安装操作与检修空间,较后结合实际综合布置避让原则,完成结构与设备管线图纸之间的碰撞检查,加快各专业人员对图纸问题解决效率。

  利用BIM软件平台碰撞检测功能,预先发现图纸管线碰撞冲突问题,及时反馈给设计单位,进行施工方案优化等,减少由此产生的变更申请单,避免后期施工因图纸问题带来的停工以及返工,不仅提高施工质量,确保施工工期,还节约大量的施工和管理成本,也为现场施工及总承包管理打好基础,创造可观的经济效益。再结合BIM技术的可视化对施工管理人员及施工人员进行施工过程与方法模拟现场三维交底,使现场施工不再仅仅依靠平面图纸,提高认知度,避免因理解不当而造成的返工现象,加快施工速度,提高现场工作效率。

  2.2 管材及附件管控优化

  (1)设计优化。工程设备管线利用BIM技术对各类管材及附件等的路径与尺寸进行优化和管线综合平衡设计,减少部分管线的长度和弯头数量,找出较短路径、较优尺寸,做预留孔洞或管线预埋。据统计,因节省材料需用量而降低成本可达项目总造价的3%以上,有效降低材料成本,实现降本增效目的。以暖通风管的钢板制作与安装为例,按常规的制作与安装方法,损耗量多数都会超过定额所规定的11%,通过应用BIM技术,大大减少废料,项目损耗率不足4%。同时,优化施工工序与工艺,还可提高施工效率,减少返工。

  (2)采购数量优化。当前,绝大多数施工项目管材及附件一般是根据投标清单数量,再进行简单审核审批进行采购,很难做到对施工用料的计算,经常造成采购材料过剩,大量材料现场积压、占用大量资金、工程成本上扬,或者采购不足,等工待料,无法满足预订工期要求;甚至材料申报审核不严造成错误采购,较后与业主扯皮,造成大量资金损失。而借助BIM模型审核,确保材料申报准确,降低材料采购数量误差。结合施工程序及形象工程进度周密安排材料采购计划,不仅能保工期与施工的连续性,而且能用好用活流动资金、降低库存、减少材料二次搬运。

  (3)下料优化。传统管材下料按照二维平面图核算,平面图与实际安装会有较大差别,导致计算结果不准确。下料偏大则会造成建设费用和能源浪费,下料偏小则会造成系统不能正常工作。运用BIM技术后,在绘制好的设备管线模型中,让BIM软件自动完成复杂的计算工作,从而为管材参数的尺寸和选型提供正确依据。项目核算员、材料员、施工员等管理人员按施工规范要求,结合BIM三维模型向施工班组进行技术交底,将BIM模型中用料意图灌输给班组,用BIM三维图、CAD图纸或者表格下料单等书面形式做好用料交底,防止班组“长料短用、整料零用”,做到物尽其用,减少浪费及边角料,把材料消耗降到较低限度。

  (4)领料优化。根据安装工程管材及附件特点,严格按照设计施工图及BIM设备管线模型,控制材料及使用数量,做到规格、型号、数量、参数完全准确。施工员根据工程实际进度,方便的提取施工区段管材及附件用量,在下达施工任务书中,附上完成该项施工任务的限额领料单,作为材料员发料控制依据,实行对各班组限额发料,防止错发、多发、漏发等无计划用料,从源头上做到材料的“有的放矢”,减少施工班组对材料的浪费。

  

BIM技术与传统CAD的区别

传统CAD设计之不足:

1.不合理性

传统CAD软件中,纯以二维线条表达三维构件,形式可以随意修改,相当自由。

2.不完整性

图纸中以点、线、面的概念呈现给项目参与各方,各构件不带有参数。

3.不协调性

各专业互相独立绘图,各专业在空间上的碰撞冲突只能凭肉眼看且耗时。


BIM技术与传统CAD的区别

1表现方面

CAD的表现方式基本上以2D平面图为主,图纸中以点、线、面的概念呈现给项目参与各方,且这些信息是散碎且无专业的,需要很强的专业知识才可以读懂,对于外行人来说很难理解。而BIM可以通过BIM软件建立起3D可视化模型,让大家对于项目中空间关系、设备设施位置等等一目了然。与此同时,因为BIM的数字化、参数化技术,还可以将项目中各个构件的数据信息纳入其中,让建筑整体不但展现出空间中的几何特性、还可以呈现出建筑的物理特性及功能特性。大大丰富了建筑元素,即便是缺乏专业知识的人员也可以读懂。

2变更方面

传统CAD图纸在变更的时候,需要再次对图纸进行绘制,或者通过拉伸命令进行,哪怕只是修改图元中的位置或者大小。而BIM技术采用参数化方式建模,所有构件都富含建筑信息及属性,如果进行修改的时候,只需要对属性进行更改即可,例如可以随意调节构件的尺寸、颜色、样式等。

3关联方面

关联性也是BIM技术的一大特色。传统CAD技术就因为缺乏高度的关联性,而显得复杂与繁琐。尤其是在项目体量大、结构复杂的时候,一旦发现某处设计不合理,需要经过多人、长时间的去修改与之相关图元中的所有构件属性,既浪费时间有浪费成本,而且往往还存在考虑不周的情况。而BIM技术的构件则具有高度关联性,发现构件有问题只需要进行属性调整,随后与之相关的构件都会随之而变化,自动配适。例如调整天花板的高度之后,门、窗等尺寸、位置都会随之而发生变化,提高了工作效率,降低人为错误,保证模型的统一性。

4信息方面

CAD技术的信息表一般是采用2D电子化图纸+表格的方式,不具备专业的知识的人士很难看的懂。而且在保存的时候有一定的时效性,且已损坏与丢失。而BIM技术则是可视化的3D模型为基础,外加电子图纸。同时还可以将工程量清单、施工管理报告、造价估算数据报表等呈献给项目各个部门,协同工作。再加之,其可以与云端技术相结合,为业主提供更加快速与准确的决策,存储于云端之后可以长期保存,随时随意调取。

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一、建筑结构优化设计不会导致结构安全度的降低


  建筑结构优化设计意在提高结构整体安全的均好性,“损有余而补不足”,并不是以牺牲结构安全为代价,在减少无效的、浪费的土建成本的同时,还可消除结构设计中的错误或不周,并提高结构的整体安全度。

  结构设计并不是材料用的越多结构越安全,通过减轻重量、和顺刚度、增大延性等措施反倒会使结构更趋合理,从而提高结构安全度。在钢筋混凝土结构中,减少不必要的混凝土用量,可减轻结构自重,降低结构刚度,从而减少地震作用,减轻结构的地震反应,使墙、柱等抗侧力构件及基础的安全度增加。

  保守设计与结构安全是完全不同的两个概念。众所周知,木结构与钢结构的抗震性能比钢筋混凝土与砖石砌体结构要好,为什么?除了木结构与钢结构比较柔,有延性,不易倒塌外,还有一个重要因素是重量轻。重量轻则地震作用小,结构柔则地震响应小。

  对于钢筋混凝土结构,比如刻意的加大楼板厚度,不但对整体结构的抗震性能毫无益处,反倒会增加层间质量,导致地震作用增加,使梁柱基础的安全度降低,对整体结构只有危害。同时,增加重量又会通过梁、柱、基础传给地基,导致整个传力路径上的所有结构构件都需加强,势必产生额外的结构成本。

  局部做强,可能就造成了更重要的部位的相对薄弱。众所周知的是梁刚度、配筋加大导致地震作用下梁柱塑性铰易位的问题。过大的截面还有可能导致构件的跨高比及剪跨比过小,出现脆性破坏的情况。而且部分构件截面的加大会使结构体系各部分间的刚度比例发生变化,导致内力重分配,往往会出现一些难以预料的结果(比如扭转相应增大,出现薄弱层等)。

  钢筋超配是否意味着结构安全呢?答案是否定的!为什么呢?是因为这种框架梁端的钢筋超配违背了“强柱弱梁”的抗震原则。所谓“强柱弱梁”,就是在结构设计上要求柱子不先于梁破坏。因为梁破坏属于构件破坏,是局部性的,且在破坏过程中会吸收、消耗大量的地震能量,能起到减轻震害、延缓倒塌的作用;而柱子先行破坏将危及整个结构的安全,可能会整体倒塌,后果严重。

  真正好的设计,是该加强的地方一定要加强,把好钢用到刀刃上,不该加强的地方一定不要加强,甚至要故意弱化。所谓强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强锚固等这一设计理念的具体体现。剪力墙结构连梁刚度折减也是有意将连梁弱化,基于同一理念。

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二、建筑结构优化设计不会降低营造品质

  高品质与低成本并不一定矛盾,二者可以实现统一。

  建筑结构优化不仅仅是成本降低的过程,也是成本再分配的过程,可将有限的建造成本从隐形转到显性,实现降本增效,使成本价值最大化。

  成本管控应落实到最有价值的地方,即将成本分布和管控的重点放在客户看的见、摸得着、能够鲜明体验和感受的地方,在这些地方,用高品质和精心细心去铸就,而在一些客户很少感知的边缘化和非重点区域,则以保证安全、经济的工程质量为标准,在这些领域用低成本来实现。

  对于结构而言,超出满足结构安全的成本投入都是无效成本,是开发商无法获得补偿的成本。而肥梁胖柱、密梁密柱、横梁贯顶等负面效果却常常被诟病。也正因此,结构作为整个建筑物最重要的部分及作为整个建造周期中最主要的环节,却是最首当其冲被优化的对象。


三、建筑结构优化设计不一定会影响设计与施工进度

  优化设计可与设计同步进行。优化设计工作也可以按工程进度要求分阶段进行。而真正高水平的优化设计,优化设计的不仅仅是设计,而是充分考虑施工机械、施工工艺的特点后,最大限度地考虑如何方便施工、简化工艺流程、加快施工进度的设计优化。


四、建筑结构优化设计意义目的

  结构成本约占总体造价的50%,结构优化可使建筑工程总造价降低10%~35%,这笔隐形的利润总额非常巨大,可以通过微小的优化投入轻松获得,这对增加企业利润、提高资金周转率等都有帮助,具有巨大的经济价值。

  由于设计质量差异导致的功能布置不合理、专业之间的相互矛盾,施工停工、返工的现象比比皆是,还有的造成质量缺陷和安全隐患,给甲方带来了巨大损失,造成投资的巨大浪费。结构优化可以帮助甲方提高设计质量,消除潜在质量缺陷,降低工程风险,提高建筑品质,减少投资浪费。

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