基于BIM的施工模拟虚拟建造(内容详细)ppt课件.ppt

,第四章 基于BIM的虚拟建造,目录,01 /概述,02 /基于BIM的施工模拟,03 /基于BIM的构件虚拟拼装,04 /基于BlM的施工现场临时设施规划,本章主要内容,05 /典型案例：BlM在某吊装工程应用,1,第一节 概述,随着BIM技术在国内施工的推进，目前BIM技术已从原先对一些简单的静态碰撞分析发展到对整个项目进行全生命周期应用的阶段。一个项目从施工进场开始，首先要面对的是如何对整个项目的施工场地进行合理布置。合理的场地布置能尽可能减少将来大型机械和临时设施反复调整平面位置，尽最大限度地利用大型机械设施的性能。同时，能够对物流材料做好需求分析，尽可能合理地安排材料进场和材料堆放，对现场人流进行合理的规划，保证流水作业等。为避免上述问题，可以将BIM技术提前应用到施工现场临时设施规划阶段，从而更好地指导施工，为企业降低施工风险与施工成本。基于BIM的虚拟建造包括基于BIM的施工模拟、基于BIM的构件虚拟拼装、基于BIM的施工现场临时设施规划等方面。其中基于BIM的构件虚拟拼装包括了混凝土构件的虚拟拼装、钢构件的虚拟拼装、幕墙工程虚拟拼装以及机电设备工程虚拟拼装；基于BIM的施工现场临时设施规划主要包括大型施工机械设施规划、现场物流规划、现场人流规划等方面。,目录,01 /概述,02 /基于BIM的施工模拟,03 /基于BIM的构件虚拟拼装,04 /基于BlM的施工现场临时设施规划,本章主要内容,05 /典型案例：BlM在某吊装工程应用,1,虚拟施工(Virtual Construction，简称VC)，是实际施工过程在计算机上的虚拟实现。它采用虚拟现实和结构仿真等技术，在高性能计算机等设备的支持下群组协同工作。通过BIM技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型，可以实现对施工方案进行实时、交互和逼真的模拟，进而对已有的施工方案进行验证、优化和完善，逐步替代传统的施工方案编制方式和方案操作流程。在对施工过程进行三维模拟操作中，能预知在实际施工过程中可能碰到的问题，提前避免和减少返工以及资源浪费的现象，优化施工方案，合理配置施工资源，节省施工成本，加快施工进度，控制施工质量，达到提高建筑施工效率的目的。基于BIM的虚拟施工技术体系流程如图4-1所示。从体系架构中可以看出，在建筑工程项目中使用虚拟施工技术，将会是个庞大复杂的系统工程，其中包括了建立建筑结构三维模型、搭建虚拟施工环境、定义建筑构件的先后顺序、对施工过程进行虚拟仿真、管线综合碰撞检测以及最优方案判定等不同阶段，同时也涉及了建筑、结构、水暖电、安装、装饰等不同专业、不同人员之间的信息共享和协同工作。,一、虚拟施工的概述,图4-1 基于BIM的虚拟施工体系流程,在传统建筑施工工程中，建筑项目从前期准备、中期建设到项目交付以及后期运营维护的各个阶段中，建筑施工阶段是最繁琐的核心阶段，而虚拟施工技术的实施过程也是如此。建筑施工过程模拟是否真实、细致、高效和全面，在很大程度上取决于建筑构件之间的施工顺序、运动轨迹等施工组织设计是否优化合理，以及建构筑物之间碰撞干涉问题能否及时发现并解决。由大型数据库为基础构建的BIM信息模型，为虚拟施工提供了一个工作的平台。基于BIM平台的虚拟施工，不仅能够提前发现具体项目中的各种设计、施工及运营管理上的问题，还可以实现各种信息资源的一体化项目管理，有效的提高项目管理水平。,BIM的载体是模型，核心是信息，其本质就是面向全过程的信息整合平台。虚拟施工是通过仿真技术虚拟现实。随着BIM的不断成熟，将BIM技术与虚拟施工技术相结合，利用BIM技术，在虚拟环境中建模、模拟、分析设计与施工过程的数字化、可视化技术。通过虚拟施工，可以优化项目设计、施工过程控制和管理，提前发现设计和施工的问题，通过模拟找到解决方法，进而确定最佳设计和施工方案，用于指导真实的施工，最终大大降低返工成本和管理成本。,如果虚拟施工有效协同三维可视化功能再加上时间维度，可以进行进度模拟施工（图4-2）。4D模型虚拟施工随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主、领导都能对工程项目的各种问题和情况了如指掌；5D模型对项目工程量进行准确测量，有效控制费成本支出；6D模型实现对安全环境的模拟，时时观察环境变化，做好改善与预防措施。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。,图4-2 基于BIM的nD虛拟施工模型,虚拟施工的特点包括：,1先试后建，正是因为它这一特点大大降低了施工过程中的返工率，节约了很大一部分成本。,2分析与优化，对设计进行分析与优化，确保可施工性。整合设化，使各专业的协作在设计开始就“自然”地通过中心数据库实现，无须具体人员的参与、组织、管理，设计中的交流、沟通显而易见，基本上不需要任何成本。增强了设计优化的手段，设计、检查协调、修改、再设计的循环过程，直至在施工之前解决所有设计问题，消除设计错误和设计忽略，减少施工中的返工成本。工序上分化BIM模型和进度计划软件（如MS Project，P3等）的数据集成，实时监控施工进度，实时调整现场情况。可建性分析，进行安全、施工空间、对环境影响等全面的可建性模拟分析。冲突碰撞检查分析，建造前期对各专业的碰撞问题进行模拟，生成与提供可整体化协调的数据，解决传统的二维图纸会审耗时长、效率低、发现问题难的问题。,3优化施工管理，清晰展示施工过程，各工种人员能清楚了解自己的工作内容和工作条件。,虚拟施工由4种核心技术组成，如图4-3所示,图4-3 虚拟施工核心技术,1,4D施工模拟提升管理水平施工进度计划是项目建设和指导工程施工的重要技术文件，是施工单位进行生产和经济活动的重要依据。进度管理是质量、进度、投资是三个建设管理环节的中心，直接影响到工期目标的实现和投资效益的发挥。施工进度计划是施工组织设计的核心，通过合理安排施工顺序，在劳动力、材料物资及资金消耗最少的情况下，按规定工期完成拟建工程施工任务。传统进度管理的方式有基于二维图纸、网络图等。可建性模拟提高工作效率为了工程如期完成，不同专业在同一区域、同一楼层交叉施工的情况是难以避免的。是否能够组织协同好各方的施工顺序以及施工区域，都会对工作效率和既定计划查收产生影响。BIM技术可以通过施工模拟为各个专业施工方建立良好的协调管理提供支持和依据。,二、虚拟施工的目的及意义,1,用于建模的Revit软件本身不具备进行施工模拟的能力。要实现施工过程仿真需要一种能够将BIM模型和施工进度安排相结合并以动画形式展现的工具。这里使用的是Navisworks。Navisworks的主要功能如下：三维模型的实时漫游。模型整合碰撞校审模型渲染4D模拟支持PDMS和PDS模型模型发布,三、实现虚拟施工过程的仿真软件,1,虚拟施工可比较不同的施工方案，对方案进行提前模拟和优化。通过虚拟施工从设备投入、工期、施工措施费用等各方面精细的对比评估，能够确定最优施工方案。除了利用施工模拟技术优化施工方案外，基于BIM对构件进行虚拟拼装和吊装，对施工现场的临时设施进行规划等方面的应用也在逐步发展与成熟。,四、虚拟施工的运用,目录,01 /概述,02 /基于BIM的施工模拟,03 /基于BIM的构件虚拟拼装,04 /基于BlM的施工现场临时设施规划,本章主要内容,05 /典型案例：BlM在某吊装工程应用,1,件出厂前的预拼装和安吊装等，与深化设计过程的预拼装不同，主要体现在：深化设计阶段构件的预拼装主要是为了检查深化设计的精度，其预拼装的结果反馈到设计中对设计进行优化改进，从而提高预制构件生产设计的水平；而出厂前的预拼装等主要融合了生产中的实际偏差信息，其预拼装的结果反馈到实际生产中对生产过程工艺进行优化改进，同时对不合格的预制构件进行报废，可提高预制构件生产加工的精度和质量，并提高建筑安装水平。,1,在预制构件生产完成后，其相关的实际数据（如预埋件的实际位置、窗框的实际位置等参数）需要反馈到BIM模型中，对预制构件的BIM模型进行修正，在出厂前需要对修正的预制构件进行虚拟拼装（图4-5），旨在检查生产中的细微偏差对安装精度的影响。若经过虚拟拼装显示对安装精度影响在可控范围内，则可出厂进行现场安装；反之，不合格的预制构件则需要重新加工。,一、混凝土构件的虚拟拼装,图4-5 预制构件虚拟拼装,1,要实现钢构件的虚拟预拼装，首先要实现实物结构的虚拟化。实物虚拟化就是将真实的构件精确地转化为数字模型。这种工作依据构件的大小有多种转变的方法，目前可以直接利用的设备包括全站仪、三坐标检测仪、激光扫描仪等。例如使用机器人全站仪（见图4-6）对某工程选定的部位进行完整的空间点云数据采集，快速构建三维可视化模型。通过与BIM模型对比，在模型中显示实体偏差，输出实测实量数据，保证数据的真实客观，并将精准的数据带到现场工地，实现数字化和智能化，从而提高工作效率和精度。,二、钢构件的虚拟拼装,图4-6 三维可视化模型全站仪数据采集,1,采集数据后就需要分析实物产品模型与设计模型之间的差距。由于检测坐标和设计坐标值的参照坐标系互不相同，所以在比较前必须将两套坐标值转化到同一坐标系下。利用空间解析几何以及线性代数的一些理论和方法，可以将检测坐标值转化到设计坐标值的参照坐标系下，使得转化后的检测坐标与设计坐标尽可能接近，也就使得节点的理论模型和实物的数字模型尽可能重合以便后续的数据比较。 然后，分别计算每个控制点是否在规定的偏差范围内，并在三维模型里逐个体现。通过这种方法，逐步用实物产品模型代替原有设计模型，形成实物模型组合，所有不协调和问题就都可以在模型中反映出来，也就代替了原有的预拼装工作。 这里需要强调的是两模型互合的过程中，必须使用“最优化”理论求解。因为构建拼装时，工人能发挥主观能动性，调整构件到最合理的位置。在虚拟拼装过程中，如果构件比较复杂，手动调整模型比较难以调整到最合理的位置，容易发生误判。 利用 Solidworks 软件能够创建钢结构数字化三维立体模型，并实现钢结构安装动态仿真模拟，实现各种钢构件装配、吊装的多种模拟试验和优化工作。通过施工前大量的虚拟装配及吊装试验和优化，可以改进钢结构制作和安装施工方案加以解决，从而为后续钢构件的制作和安装工作铺平了道路，减少因设计盲点及其它因素导致工程返工而引发的不必要的经济损失，提高施工效率。,1,根据设计图纸，运用 Solidworks 三维建模软件先按其中一个钢构件的几何尺寸建立基本模型（见图4-7）。然后插入 Excel 系列零件设计表，将该类型钢构件的主要控制尺寸填写到该表中，在配置栏标明该构件的名称（见图4-8）。,图4-7 创建基本模型,图4-8 插入 Excel 系列零件设计表,1,通过建立的钢构件数字化三维立体模型数据库，创建出本项目钢结构的全部数字化三维立体模型，以上构件完成建模后，就可以对其装配及钢结构构件安装。先新建一个装配体，在标准菜单的文件下拉菜单中点击新建，在新建对话框中选择装配体，点击确定，然后在插入零部件对话框中点击浏览依次选择要插入的零部件即可。装配好的效果见图 4-94-10,图4-9 某工程3层会议室屋架装配效果图,图4-10 某工程钢结构整体装配效果图,1,构件安装细节的三维动态仿真能够通过Animator 插件实现。用 Animator 来对钢构件进行三维动态模拟仿真安装，有三个步骤（图4-11）：（1）切换到动画界面；（2）根据构件运动的时间长度，拖动时间滑杆到相应的位置；（3）拖动钢构件，使其达到动画序列末端应达到的新的位置。,图4-11 Solidworks系统中结合Animator 插件进行仿真操作界面示意图,在钢结构实际安装过程中，按照由计算机仿真模拟确定出最佳吊装方案和合理的安装顺序进行施工，使得一节钢结构从吊装到焊接完成时间缩短，通过采取科学合理的构件安装顺序，控制每节钢柱安完顶标高最大偏差、钢结构整体垂直度偏差和主体总高度偏差达到规范要求，保证了主体工程的施工精度。,1,运用BIM技术可以有效地解决工厂集成过程前、中、后的信息创建、管理和传递的问题。利用BIM模型、三维构建图纸、加工制造、组装模拟等手段，即可为幕墙工厂集成阶段的工作提供有效支持。同时，BIM的应用还可以将单元板块工厂集成过程中创建的信息传递至下一阶段的单元运输、板块存放等流程，并可进行全程跟踪和控制。,三、幕墙工程虚拟拼装,图4-13 幕墙单元板块组装流程图,幕墙单元板块拼装流程及软件,1,预拼装过程,如图4-14所示的为构件工厂信息化预拼装的实施步骤,1,图4-14 幕墙构件工程信息化预拼装的实施步骤,1,在机电工程项目中施工进度模拟优化，主要利用Navisworks软件对整个施工机电设备进行虚拟拼装模拟，方便现场管理人员及时对部分施工节点进行预演及虚拟拼装，并有效控制进度。此外，利用三维动画对计划方案进行模拟拼装，更容易让人理解整个进度计划流程。对于不足的环节可加以修改完善，对于所提出的新方案可再次通过动画模拟进行优化，直至进度计划方案合理可行。表4-1是传统方式和基于BIM 的虚拟拼装方式下进度掌控的比较。,三、机电设备工程虚拟拼装,表4-1 传统方式与基于BIM的虚拟拼装方式进度掌握比较,1,在机电设备项目中，通过BIM的软件平台，采用立体动画的方式，配合施工进度，可精确描述专项工程概况及施工场地的情况。依据相关的法律法规和规范性文件、标准、图集、施工组织设计等模拟专项工程施工进度计划、劳动力计划材料与设备计划等，找出专项施工方案的薄弱环节，有针对性地编制安全保障措施，使得施工安全保障措施的制定更加直观、更加具有可操作性。例如，某超高层工程项目，结合工程特点在施工前将塔楼板式换热机组吊装方案（图4-15）模拟出来，让业主、监理及施工方更直观了解方案实施过程，便于查找方案风险因素，论证其可实施性，为工程的顺利竣工提供保障。,图4-15 塔楼板式换热机组吊装方案虚拟仿真（a）换热机组就位 （b）换热机组吊装,通过BIM软件平台，可以把经过各方充分讨论和共同交流后建立的4D可视化虚拟拼装模型作为施工阶段工程实施的指导性文件。通过基于BIM的3D模型演示，管理者可以更加科学、合理地制定施工方案，直接体现施工的界面以及施工顺序。机电设备工程可视化虚拟拼装模型，在施工阶段中能够实现各个专业均以思维可视化虚拟拼装模型。借助BIM在施工进行前对方案进行模拟，可寻找问题，并及时优化，同时进一步加强施工管理对项目施工的动态控制。当现场施工情况与模型之间存在偏差时，能够及时调整并采取相应措施。这种不断地对比、调整，可以改善企业施工控制能力，提高施工质量，保障施工安全。,目录,01 /概述,02 /基于BIM的施工模拟,03 /基于BIM的构件虚拟拼装,04 /基于BlM的施工现场临时设施规划,本章主要内容,05 /典型案例：BlM在某吊装工程应用,1,一、大型施工机械设施规划,大型机械设施的规划是整个项目施工现场临时设施规划中非常重要的一步。大型机械设施规划的好坏，往往能决定一个项目的施工进度和项目成本。在传统的大型机械设施平面规划中，施工方案的制定往往需要在平面图上推敲这些大型机械的合理布置方案。但是单一地看二维的CAD图纸和施工方案，很难发现施工过程中的问题。而利用BIM技术就可以通过三维模型较直观形象得选择更合理的平面规划布置，并清楚表达与建筑物主体结构的连接关系，选择合适的施工技术方案，提前解决施工过程中可能存在的问题。,塔吊规划,在施工过程中4台塔吊可能存在下列互相影响的状态：,相邻塔吊机身旋转时相互干扰；双机抬吊时塔吊巴杆非常接近；相邻塔吊辅助装置塔吊爬升框时相互贴近；台风时节塔吊受风摇摆干扰。,1,（a） （b）,（c） （d）,图4-16 塔吊运行空间分析与相互影响（a）塔吊运行空间分析邻机单侧顺边 （b）塔吊运行空间分析邻机异侧逆向 （c）塔吊运行空间分析邻机异侧逆向 （d）塔吊运行空间分析安装爬升框工况,塔吊相互影响的具体情况（见图4-16）表现为：单台塔吊在运作过程中需要360旋转，不可避免会与相邻塔吊有相互干扰。由于塔吊本身的起重能力有限，并且存在部分重型构件，不可避免地需要采用双机抬吊的方式吊装构件，所以需 要分析双机抬吊的临界状态。巴杆的竖向角度为15.5度时，水平转角为-5858度，巴杆竖向角度为60度时，水平转角为-7171度。台风季节风速大时，塔吊处于停机状态，机身受风的影响可能左右摆动，因此需要保证机身摆动时也处于安全状态。当一台塔吊的爬升框需要安装时，需要动用临近的两台塔吊帮助吊装。,1,通过调整建立的三维模型中的参数值，能够快速实现塔吊最佳临近状态的位置，这种方式不仅不影响现场施工，还能够节约资源，缩短工期。图4-17为该工程塔吊位置的最佳布置,图4-17 某工程塔吊最佳临近位置状态布置,为了准确判断以上几种情况出现时塔吊的运行位置，传统的方法有两种：第一种方法是利用CAD二维图纸进行位置的测量和计算，分析塔吊的极限状态；第二种方法是在现场观察塔吊的运行状态。这两种方法都存在很大的缺陷，利用二维图纸进行测算，往往不够直观，容易由于感官上的不足而导致问题产生；使用塔吊实际运行情况来分析的办法虽然可以直观准确地判断临界状态，但往往费时、费力，从而影响施工进度。而基于BIM软件进行塔吊的三维建模，并引入现场的模型进行分析，既可以通过三维的视角观察塔吊的运行状态，又能方便地调整塔吊的位置及工作状态来判断临界状态。,1,施工电梯规划,施工电梯的规划可以根据现有的建筑场地模型以及施工方案确定。根据BIM模型能够直观地判断出施工电梯所在的位置，与建筑物主体结构的连接关系，以及今后场地布置中人流、物流的疏散通道的关系。还可以在施工前了解今后外幕墙施工与施工电梯间的碰撞位置，以便及早出具相关的外幕墙施工方案，以及施工电梯的拆除方案。,（1）平面规划（2）方案技术选型与模拟演示（3）建模标准（4）协调进度,在施工过程中，由于受到外界各个因素的干扰，施工进度不可能接完全按照原先计划的施工方案所确定的节点进行，因此，经常需要根据实际的现场情况进行调整。,1,二、现场物流规划,施工现场是一个涉及各种需求的复杂场地，其中建筑行业对于物流也有自己特殊的需求。 BIM 技术首先是一个信息收集系统，可以有效地将整个建筑物的相关信息录入收集，并以直观的方式表现出来。但是，其中的信息到底如何应用，必须结合相关的施工管理应用。这里首先介绍现场物流管理如何收集和整理信息。,建筑工程涉及各种材料，有些材料为半成品，有些材料是完成品，对于不同的材料既有通用要求，也有特殊要求。材料进场应该有效地收集其运输路线、堆放场地及材料本身的信息，材料本身信息、包含： 制造商的名称； 产品标识（如品牌名称、颜色、库存编号等）； 任何其他的必要标示信息。,（1）材料的进场,（2）材料的储存,对于不同用途的材料，必须根据实际施工情况确定其储存场地，应该明确地收集其储存场地的信息和相关的进出场信息。,1,BIM技术首先能够起到很好的信息收集和管理功能，但是这些信息的收集一定要和现场密切结合才能发挥更大的作用。物联网（Internet of Things）技术是一个很好的载体，它能够很好地将物体与网络信息关联，再与BIM技术进行信息对接，则BIM技术能够真正地用于物流的管理与规划。,物联网是利用RFID或者条形码 、激光扫描器(条码扫描器)、传感器、全球定位系统等数据采集设备，按照约定的协议，通过互联网将任何人、物、空间相互连接，进行数据交换与信息共享，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络应用。物联网技术的应用流程如图4-18所示。,1RFID技术介绍,图4-18 物联网技术的应用流程,1,RFID技术主要可以用于物料及进度的管理。可以在施工场地与供应商之间获得更好的和更准确的信息流。能够更加准确和及时地供货，将正确的物品以正确的时间和正确的顺序放置到正确位置上。通过准确识别每一个物品来避免严重缺损，避免使用错误的物品或错误的交货顺序而带来不惜要的麻烦或格外工作量。减少工占用施工现场的缓冲库存量。,2RFID技术应用,图4-18 物联网技术的应用流程,3RFID技术与BIM技术结合,（1）软硬件设置,（2）相关流程, 根据现场构件以及材料的数量需要一定的RFID芯片，同时考虑到土木工程的特殊性，部分RFID标签应具备仿金属干扰功能，可采用内置或者粘贴方式配置RFID标签； RFID读取设备分为固定式和手持式，对于工地大门或者堆场位置口，可考虑安装固定式以提高读取 RFID 的稳定性和降低成本，对于施工现场可采取手持式。,由于土建施工多数为现场绑扎钢筋，浇捣混凝土， RFID的应用应从材料进场开始管理。而安装施工根据实际工程情况可以较多地采用工厂预制的形式，能够形成从生产到安装整个产业链的信息化。,1,三、现场人流规划,现场总平面人流规划需要考虑现场正常的进出安全通道和应急时的逃生通道、施工现场和生活区之间的通道连接等主要部分。施工现场分为平面和竖向，生活区主要是平面。在生活区需要按照总体策划的人数规划好办公区，宿舍、食堂等生活区设施之间的人流。在施工区，需要考虑进出办公区通道、生活区通道、安全区通道设施、现场人流安全设施等，以及随着不同施工阶段工况的改变，相应的调整安全通道。利用BIM技术来模拟、分配和管理各种建筑物中人流规划，采用三维模型来表现效果、检查碰撞、调整布局，最终形成可以直观展示的报告。,（1）工作内容 数字化表达采用三维的模拟展示，以Revit，Navisworks为模型构建和动画演示的软件平台。这些模拟可能包括人流的疏散模拟结果、道路的交通要求、各种消防规范的安全约束系数等。 协同工作采用软件模拟，专业工程师在模拟过程中及时发现问题，并进行发现-记录-解决流程，重新修订方案和模型。（2）模型要求,1现场总平面人流规划,1,在人流模拟前，需要定义模型的深度，模型的深度应按照表4-2的建模标准进行。,1,（3）交通人流4D模拟要求 使用Revit建模导出.nwc格式的图形文件，并导入Navisworks中进行模拟； Navisworks三维动画视觉效果展示交通人流量运动碰撞时的场景； 按照相关规范要求、消防要求、建筑设计规范等，并按照施工方案指导模拟； 构筑物区域分解功能，同时展示各区域的交通流向、人员逃生路径； 准确确定在碰撞发生后需要修改处的正确尺寸。,交通人流模拟三维效果如图4-21所示。,图4-21 交通人流4D模拟,1,竖向人流通道设置在施工各个阶段均不相同，需要考虑人员的上下通道，并与总平面水平通道布局相衔接。考虑到正常通行的安全，应急时人员疏散通行的距离和速度，竖向通道位置均应与总平面的水平通道协调，考虑与水平通道口距离、吊机回转半径的安全范围、结构施工空间影响、物流的协调等。通过BIM模拟施工各个阶段上下通道的状况，模拟出竖向交通人流的合理性、可靠性和安全性，满足项目施工各阶段进展的人员通行要求。,（1）工作内容竖向交通人流规划的主要工作内容包括反映通道体型大小，构建基本形状和尺寸等。同时，与主体模型结合后，反映出模型空间位置的合理性，结构安全的可靠性，以及与结构的连接方式。人流模拟将利用Navisworks中的漫游功能，实现图形仿真，从而可以准确查明个体在各处行走时，是否会出现撞头、临边坠落等硬碰撞，与碰撞处理相结合控制人员运动，并调整模型。采用软件模拟，专业工程师在模拟过程中及时发现问题，并进行发现-记录-解决流程，重新修订方案和模型。（2）模型要求基础施工阶段；结构施工阶段；装饰施工阶段,2竖向交通人流规划,1,（1）工作内容人流规划是施工规划中的一项重要内容，需要重点考虑三个方面的统筹与协调。一是人流规划、机械规划和物流规划的界面协调。二是人流规划与人员活动区域（办公区、生活区、施工区）的关系协调。同时，与此相关的进出办公通道、生活区通道、安全区通道等设施也需要作充分的考虑和协调。三是人流规划与施工进度的关系协调。上述三个方面的统筹与协调需要统一考虑下述问题： 相关规划内容的BIM模型的统一标准。 相关规划内容的BIM建模的统一标准。 相关规划内容的BIM表达方式。（2）实现目标 可视化：通过BIM可以让我们实现施工项目在建造过程的沟通、讨论和决策在“所见即所得”的方式下进行。 协调性：在BIM模型中实现静态的差错检查，如人流是否和安全通道之间发生干涉或碰撞等。 动态模拟：如地震或者其他灾害发生时，人员逃生模拟及消防人员疏散模拟。 优化目标：利用BIM静态和动态功能，可以发现矛盾和冲突，因此可以更方便地对前期的一些不合理规划进行调整和优化，实现管理和组织上的更高效率、安全，经济效益更好。 统计和分析：根据施工进度建立和维护BIM模型，使用BIM平台汇总施工规划的各种信息，消除施工规划中的信息孤岛，并且将所有信息结合三维模型进行整理和存储，实现施工规划全过程项目各方信息的实时共享。,3人流规划与其他规划的统筹协调,目录,01 /概述,02 /基于BIM的施工模拟,03 /基于BIM的构件虚拟拼装,04 /基于BlM的施工现场临时设施规划,本章主要内容,05 /典型案例：BlM在某吊装工程应用,1,本工程为某生态经济区规划展示馆，总建筑面积为22278.61 平方米，建筑高度为 17.00m。地上共三层，地下一层，负一层建筑面积为 4937.65 平方米，一层建筑面积为 7206.57 平方米，二层筑面积为 4986.56平方米，三层建筑面积为 5147.83 平方米。该生态经济区规划展示馆外形奇特，曲线柔美，号称南北双龙，如图 4-25。建筑外部由异形铝板、玻璃幕墙以及金属屋面直立锁边系统组成，外墙侧边呈双曲面形状，屋顶沿一定坡度螺旋上升。,图 4-25 某生态经济区规划展示馆建筑效果,1,该钢结构工程的施工难度及重点在于左侧大圆环的屋面钢梁的吊装。大圆环直径为 36.975m，安装高度为21.92m，屋面最高结束标高为34.25m。因屋面H型钢梁（H2500mm 600mm 16mm 30mm）截面大，单体钢梁重，节点螺栓多，高空施工停留时间长等特点，同时又因为本工程是型钢混凝土多层结构，大型吊车无法进入跨内就位吊装，而且两根钢梁需同步起吊安装并在中心圆环处合拢。因此，在施工中难度非常大。其中钢梁的信息如表4-3所示。,表4-3 圆环屋面钢梁信息,1,型钢混凝土组合结构的梁柱节点模拟,该生态经济区规划展示馆项目中大部分梁柱都是型钢混凝土组合结构，其中最复杂的就是节点连接。在工程项目施工中，型钢混凝土组合柱、梁节点内的钢筋如何布置等问题常常遇到，而且由于型钢混凝土结构中钢筋分布密集，如果得不到良好的处理，就会造成该结构不但满足不了规范要求，还很可能造成安全隐患。所以，在尽可能减少对型钢柱、梁截面的影响的前提下，钢筋在型钢柱、梁中的节点处的放置问题至关重要。本项目中，在不规则平面且钢柱与多根梁相交的情况下，要求梁上主筋按常规方法穿过钢柱不可行，从而梁柱连接处的主筋放置问题一直让工作人员十分困惑。对于梁柱节点的主筋放置问题，BIM 可视化功能为此问题的解决提供了一个真实模拟的平台，得出在与主梁翼板连接的环板上再加一个环板来放置主筋（见图4-26)。,图4-26 某生态规划展示馆钢结构复杂节点布置（a）CAD中梁柱节点 （b）BIM建模后梁柱节点,1,复杂型钢混凝土组合结构梁柱节点连接方式和构件放置顺序,复杂型钢混凝土组合结构梁柱节点连接方式和构件放置顺序（见图 4-27）同样是难点，为此，特别选择一个型钢梁柱节点进行施工模拟（见图 4-28）。这里选用的是与大部分梁柱节点结构相似的 D/10 轴，梁顶标高 6m 处的型钢混凝土组合结构的梁柱节点，由 D1000 圆柱内的主筋配置 20 C25，圆形箍筋 B12100，钢柱 D50020，钢柱内外为 C40 混凝土和高 1200mm，宽 500mmXGL1 型钢混凝土组合梁内主筋配置 16C18，构造筋 10B12，箍筋和拉筋都是 B10100（200），H 型钢 10003001220mm，C35 的混凝土及高 800mm，宽 300 的钢筋混凝土柱主筋 10C25，构造筋 6B12，箍筋 B10100（200），C35 的混凝土组合而成。通过 BIM 精细化建模将每一根钢筋，每一道工序均有序的表达。基于 BIM技术对各个构件空间位置关系的表达，从而使施工人员更加清晰地了解构件间的关系，将可能会出现在实际施工中的问题提前解决于模型中，从而优化节点的施工。,图4-27 某生态规划展示馆钢结构节点钢筋施工顺序,1,图4-28 某生态规划展示馆钢结构复杂节点模拟（a）安装柱主筋 （b）安装节点处箍筋 （c）安装梁上主筋与环板焊接 （d）安装框架筋、梁下主筋和箍筋 （e）加拉钩 （f）浇筑混凝土,1,型钢梁吊装,该项目结构内部大圆盘处的型钢梁呈八角形，梁高2.5m，重8.13t，中心部位4.67t，而且跨外吊装高度达到 21.92m，因此如何精确安全地完成吊装是一个难点。通过 BIM 软件建立与现场基本无二的场地环境和三维模型进行模拟吊装，把吊机的位置和吊臂的长度精准地确定下来，能够帮管理者快速准确地解决吊机的选择问题。因施工需要，8号型钢处的起吊是H型钢与中心连接部位组合后同时起吊的，而本次吊机起吊就首先用一台吊机吊8号钢梁，将8号钢梁固定后才陆续吊取其他钢梁和进行安装，而8号钢梁的总重12.8t。经过力的验算，之后就是将3号钢梁吊上去，从而保持力的平衡。再进行1号与5号钢梁同时起吊，5号钢梁所需的吊臂是最长的。最后就是2号、6号和4 号、7号钢梁的起吊。通过模型模拟（见图4-29、图4-30）得出钢梁吊装信息（见表4-4）。,图4-29 某生态规划展示馆钢结构钢梁示意图,表4-4 钢梁吊装信息,图4-30 某生态规划展示馆钢结构钢梁吊装模拟（a）8号和3号钢梁同时吊装 （b）1号和5号钢梁同时吊装 （c）钢梁吊装模拟 （d）钢梁吊装到,图4-30 某生态规划展示馆钢结构钢梁吊装模拟（a）8号和3号钢梁同时吊装 （b）1号和5号钢梁同时吊装 （c）钢梁吊装模拟 （d）钢梁吊装到位,Thanks,