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摘要:BIM技术的全称为“Building Information Model”,该技术能够利用模型对建筑物的物理特征进行数字化呈现,并为参与工程施工的各个参与方搭建信息交流与共享的平台,实现高效协作,从而使工程项目效益最大化。目前,BIM技术开始与其他技术(如遥感技术、集成射频识别技术等)融合,逐渐搭建起BIM技术的创新发展构架,并在土木工程施工领域广泛使用。
关键词:土木工程;BIM技术;工程施工;施工管理
1BIM技术的特征
BIM技术能够运用新型信息处理技术与生产方式最大限度地减少土木工程施工中的各种重复作业与资源浪费,从而提升施工进度与生产效率,为土木工程施工带来革命性的变化。BIM技术的主要特征包括以下三点:
1.1集成性
BIM技术能够集成各种施工信息,包括施工设备、建筑结构、规划与设计等多个专业领域信息,并使这类信息有序地纵向或横向流通,从而形成3D信息模型。该模型具有可视化、可出图性、协调性、信息完整性以及优化性等优点,能够为土木工程施工管理者搜集与提供大量数据信息。
1.2系统性
BIM技术的系统性特点能够规范工程施工过程中的工具使用方式,使不同环节、不同专业的工作人员能够针对施工问题进行协同作业,及时、有效地排除施工故障与问题。
1.3共享性
BIM技术的共享性特点是指将同一项目的各个参与方的信息发布在同一平台上,实现各个参与方随时随地获取最近施工信息,避免横向与纵向交流的障碍,将错综复杂的信息协调统一起来(如图1所示),减少信息的重复搜集,大大提升了数据信息的利用率。
图1BIM技术信息化示意图
2.BIM技术国内外应用与发展现状
2.1BIM技术在国际上的主要应用
BIM技术最先由美国国家研究并提出,美国科技在国际上的发展是相对比较领先的,信息化技术应用与发展十分的迅速,信息技术在不断的研究中,从而诞生了BIM技术,BIM技术的诞生给建筑行业领域的发展带来了改革与发展的契机,它可以推动信息技术产业和建筑行业双行业不断的发展。因此,现阶段,很多国家都在深入研究BIM技术在建筑行业的应用方式,BIM技术在欧美国家应用的十分广泛。现在,亚洲、韩国、英国等国家的建筑行业都在大力推行并应用BIM技术。
2.2BIM技术在我国的主要应用
我国BIM技术的应用相比于发达国家,还处于初级阶段,依然处于落后的位置。我国采用的二维施工技术,不仅降低了施工过程的准确性,还增加了施工人员的工作量,大大的降低了工作效率。2014年左右,我国正处于信息技术和科技的发展与进步的快速阶段,已经在建筑行业广泛的应用BIM技术,并且对于BIM技术的应用还在深入的研究和发展中。BIM技术的诞生与应用,也推动了中国建筑行业的迅速发展,不仅节省了工程造价成本,还减少了工程施工安全事故,从而保障了施工质量,提升了工程进度和效率。BIM技术的应用,不仅提升了我国的经济效益,还对我国现代化建设有着重要的意义和影响。
3.BIM技术在土木工程施工领域的应用
3.1在工程决策管理中的应用
不同于工业建筑或市政工程,建筑工程需要大量投资,并且涉及因素较多,容易受气候、地理位置、周边环境、项目格局等多种条件的影响,导致工程建设无法取得预期收益。因此在工程决策阶段,需要达到较高管理水平,以便使工程建设面临风险得到降低。针对这些问题,在工程决策管理期间需要开展详细调查工作,确定项目所在位置水文、地质、环境等条件,完成大量数据的统计、分析,面临一定工作困难。应用BIM技术,能够通过GIS等各种建筑业应用软件完成相关数据的采集,并且对工程所在位置水文地理情况进行模拟分析,掌握各种因素给工程建设带来的影响。通过对工程建设具体情况进行模拟,能够以三维立体方式进行工程周围环境的展示。在实践工作中,通过完成BIM技术框架的构建,加强数据接口实现和信息交互,实现IFC文件导入和导出,能够实现多重访问系统开发,运用CATIA、3DSMAX等软件完成BIM模型创建。借助数据库技术,能够实现数据存储,完成数据平台的建立,实现数据集成与可视化展示。结合工程实际情况,决策管理人员可以进行不同模块的选用,使工程相关信息得到全面展示,为项目决策制定提供科学依据。应用BIM技术实现施工环境的模拟,并对建筑物结构、形状进行分析,能够使相关因素作用得到全面展示,继而为正确决策的制定提供支持。
3.2在工程设计管理中的应用
建筑工程设计需要涉及多个部门,如水电、建筑、消防等,应确保各专业参与到设计中实现群策群力,以便为工程后续建设工作开展提供保障。应用BIM技术,能够完成信息平台搭建,在各部门之间实现信息共享,使各环节设计得以在一个模型中融合,从而使设计过程中存在的冲突和问题得到顺利解决。借助平台,各专业可以进行设计图纸和数据信息共享,并在平台上进行沟通交流,实现数据相互连接,确保各专业在交叉作业方面达成一致意见。在建筑结构设计上,运用BIM技术能够使工程场地和结构布局得到直观展示,为工程建设情况预测和研判提供支持,确保设计人员对建筑结构布局产生深入了解,以便使建筑设计能够与各方面相互契合。应用BIM技术实现结构分析,能够完成建筑荷载预测分析,并通过配筋计算确定结构整体性能否达到要求,从而为工程建设安全性和稳定性提供保障。
3.3施工阶段
将BIM数字技术运用在施工阶段,能够大幅度优化整体的施工设计方案,在BIM数字技术平台中可以进行4D处理,即4D的立体设计和施工进度计划安排。通过利用BIM数字技术,对施工整体方案进行4D处理,然后通过BIM数字技术平台对施工现场的实际情况制定具体的计划,并作出具体的应对措施,最后制定出最优的施工方案。除此之外,BIM数字技术还能够对施工期间可能出现的重点以及难点项目进行模拟操作,及时发现相应的问题以及制定完善的修改方案,以便于调整施工的顺序,促进整个施工方案可以更加完善和安全。
3.4施工碰撞检测的应用
在通常情况下,碰撞检测一般属于建筑设计方的内容。但是往往仅凭设计方的碰撞检测也不够完善,可能会出现一些纰漏。而在BIM技术下,施工方的各专业在进行图纸对接时,可以将各自的图纸进行三维建模,发现存在矛盾和冲突的情况,可以集体反馈给设计方进行修改。这样的BIM建模下的碰撞检测,可以有效解决施工过程中的返工和窝工现象,减少了施工过程中变更的环节,节约了施工成本。
3.5施工进度管理的应用
在传统的工程项目中,施工进度的管理也是依靠二维的施工图纸来进行的。各个专业之间的协调和沟通有很多不便之处,而施工现场往往更是通过管理者的经验来进行,交叉作业情况增多,也很难进行精细化的管理。在BIM技术的支持下,极大地提高了各个专业和管理阶层的协调性,能够从根本上解决建筑工程施工各阶段和各种专业之间的信息断层现象,施工进度能够使用三维动态模拟出来,方便施工管理人员进行全面的掌控,实现施工进度标准和精确的管理。
3.6完善施工企业管理机制
在科学技术不断发展的背景下,建筑工程施工单位在施工管理方面正在不断创新,正朝着综合化、科学化、高端化管理发展,BIM技术在建筑工程施工中的应用,能够帮助管理人员已最高效的技术手段对建筑过程中涉及到的人力物力资源进行综合整理分析,并建立起相对完善的企业管理机制。在借助BIM技术对各项建筑施工数据进行分析的过程中,施工人员能够根据最终的数据结构重新规划自己的施工计划,管理人员能够通过系统性分析发现自身管理机制中存在的问题,并在此基础上加以完善。
3.7完善施工系统结构
通过BIM技术的运用,施工单位可以将传统施工过程中的技术、管理、组织等模块有机整合,一方面使得施工人员可以更快更好的理解设计图纸并把握施工要点,另一方面可以借助BIM技术中的组织浏览表、技术链、3D模型、结构树等施工模型,将施工的系统结构予以完善和优化,进而更为直观的展现出项目的系统特征以及结构特点,在方便管理者把握施工全局的前提下,也使得施工人员能够明确自己的责任,同时也方便了监理单位开展对于施工的监管。总的来说,通过运用BIM技术完善施工系统结构,可以有效提高相关单位对于工程项目施工的管理水平。与此同时,运用BIM技术构建的施工系统具备着记录、查询等功能,因此可以有效提高施工系统的实用性,进一步借助施工系统将建筑工程施工的质量、进度、成本等管控目标有机融合。
3.8优化施工技术与实施流程
由于BIM技术能够通过建立模型的方式对建筑工程施工中的数据进行综合整理分析,所以,施工人员可以借助BIM技术对施工过程进行提前预览,并根据其中的数据分析结果来确认是否该采用某种施工工艺,这不仅能够帮助施工人员提高施工效率,也能够在数据分析的基础上不断优化施工技术,实现流程化管理。
3.9项目运营阶段
传统的施工运营体系因为没有可视化的施工流程,会造成施工流程重复以及错乱。第一,BIM可以对大量的数字数据信息进行有效存储。当前社会经济不断发展,由于土木工程项目变得越来越繁琐和复杂,但是相对应的运营管理也缺乏了规范性和科学性的统一规定。第二,能够依据信息数据的变化分析出数据信息的动态变化,以至于方便管理。BIM数字技术是一种利用电子计算机技术和数字网络两种方法建立起来的一种三维模型数据库。所以,在整个土木工程项目的运营阶段运用BIM数字技术能够有效促进管理的效率。
结束语
通过以上分析,BIM技术在土木工程中的应用具体措施在现代数字建筑的应用的质量管理是不可忽视的重要内容。由于近些年来经济社会的快速发展,使得BIM技术在土木工程中的质量管理迅猛的发展,各种各样的先进的BIM数字技术也随得道深刻变革。
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