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[广东]大型超高层综合塔楼钢结构安装施工方案（A3版式，450余页，丰富节点图）-16第十五章 建筑信息模型化管理（bim）方案.doc

第十五章 建筑信息模型化管理（BIM）方案

15.1 建筑信息模型化管理（BIM）思路

本工程钢结构安装工程承包方BIM模型管理办法应根据总承包方有关BIM模型的要求，统筹和接收钢结构制作工程承包方创建的BIM模型并维护钢结构施工阶段的BIM模型，提供BIM数据、电子文档等，确保钢结构工程的BIM模型与施工设计图纸文档一致，并服从总承包方就整个项目BIM模型的统一管理要求。

钢结构安装工程承包方在BIM模型的创建、深化、使用和维护工作中，应与钢结构制作工程承包方沟通、协调和配合，共享资料和相关数据DL／T 913-2020标准下载，确保钢结构工程顺序实施。钢结构安装工程承包方应配备专业测量工具，将钢结构安装实测数据与BIM模型数据进行对比，并将相关偏差及时反馈给钢结构制作工程承包方。

钢结构安装工程承包方应在服务期内提供基于BIM模型的以下应用：

（1）根据钢结构制作工程承包方提供的BIM模型的各项信息，做好现场钢结构安装的各项准备工作，如材料堆场、吊装机具、安装焊接等所需的工具辅料等。

（2）配置高精度的专业测量工具，运用BIM模型对钢结构制作工程承包方运抵现场的各项构件进行测量接收，并对钢结构安装完成的各个构件三维数据进行现场实测，发现任何偏差应及时书面通知钢结构制作工程承包方，并知会总承包方、监理和发包方，一起商讨决定纠偏措施。

（3）钢结构安装工程承包方应根据工期要求反提钢结构加工制作进度要求给钢结构制作工程承包方，并根据各构件运抵现场时间、安装时间等信息建立基于BIM模型的钢结构安装4D模拟，供总承包方及发包方审核确定。

（4）基于BIM模型对工程量进行统计，提交材料用量统计表。

（5）对各项变更进行分析，量化变更对造价及工期的影响，报发包方及总承包方进行决策，在发包方及总承包方批准进行变更后，应及时对BIM模型进行更新维护。

（6）基于BIM模型探讨短期及中期之施工方案。

（7）基于BIM模型准备钢结构施工深化图纸、钢结构留孔留洞、与其他专业配合焊接连接件图。

（8）基于BIM模型提供能快速浏览的图片和动画，以便各方查看和审阅。

15.2 建筑信息模型化管理（BIM）技术与架构

15.2.1 结构BIM的工程数据核心

BIM技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库。高层钢结构设计信息模型的三维实体的数字拼装技术包括3D建模技术以及3D实体计算技术，首先BIM的数据应是可运算的系统，能像人脑一样知晓各构件之间空间关系；其次要用大规模布尔算法。

从面向对象的思想出发，所有的结构部件都以对象的方法来表达。实体模型由杆件与连接节点这２类对象组成。由可以进行三维布尔运算的ObjectARX提供的AcDb3dSolid类派生出抽象的杆件类Bar，再以该类作为基类，派生出具有不同功能的结构对象——梁、柱、支撑等，如下图所示。

每一种连接节点可以拆分成多个基本连接，如当Ｈ形钢梁与Ｈ形钢柱连接时，可以拆分为梁的上翼缘、腹板和下翼缘３个基本连接。基本连接的派生关系如下图所示。

每个基本连接由若干个零件组成，以抽象对象作为基类派生出各种连接件对象——板件、螺栓、锚栓和焊缝等，如下图所示。

15.2.2 结构有限元计算、结构设计与BIM接口

15.2.2.1 软件的结构分析以及规范校核功能

高层钢结构BIM软件提供高层钢结构完整的建模、计算和设计功能，包括线性与非线性有限元分析以及结构的地震周期振型分析，满足结构全寿命周期的有限元建模及计算需求。软件系统嵌套了与钢结构相关的国家规范以及部分地方规程，实现了构件的验算、校核和优选等功能，并将最终结果信息保存并提供给建筑信息模型。

15.2.2.2 与有限元软件的数据接口

该结构BIM软件支持通过文本操作进行结构的建模、分析、校核等一系列功能。软件可以读入Sap，Etabs等数据文件，实现与这些通用有限元软件的接口。BIM软件通过读取相应软件数据文件，然后转为自身的格式，然后即可建立该BIM的有限元模型，从而实现建模过程中资源的共享，使项目管理共享协同能力得到提高。

15.2.3 BIM实体模型的数字建造

结构BIM软件系统的三维实体信息核心采用参数化描述建筑单元，以梁、柱等建筑构件为基本对象，而不再是CAD中的点、线、面等几何元素。通过数字建造技术模拟建筑物的真实信息，信息的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何信息如物理信息以及分析信息等。对一个工程各部位很容易从各个角度查看，交互效率极高，不易发生普通二维CAD软件的理解错误；实现“所见即所得”的BIM核心理念。

BIM软件三维实体模型的数字建造关键技术包括3D建模技术与3D实体计算技术。在结构分析与设计完成后，由计算结果读取绘制BIM实体模型所需要的构件信息，包括截面信息和方位信息，通过构件实体类的create（）函数绘制结构BIM三维实体模型。对于有限元模型与实际建筑物构件位置不一致现象，软件系统对计算模型中的有限单元进行了连通和位置调整等处理，包括同一根构件连通为一体；主梁和柱顶连接处，梁的上翼缘和柱顶平齐；次梁的上翼缘和主梁上翼缘平齐等．三维实体模型在结构构件的布置上与实际结构完全一致，实现了建筑信息模型是对工程项目结构真实构件实际空间方位的数字表达的核心和基本要求。通过上述算法，分析设计信息完整得存储到建筑信息模型中，完成BIM的三维实体模型的数字建造关键技术。

15.2.4 BIM钢节点实体模型的参数化造型与编辑技术

建筑信息模型的核心技术是参数化建模。由于使用参数化技术的实体模型，复杂的钢结构节点具有在真实世界的行为和属性，则参数化模型“知道”所有构件的特征及其之间的相互作用规则，因此对模型操作时会保持构件在真实世界的相互关系。

结构BIM解决方案软件系统采用分解、分层、组合的方法来组织节点的三维实体数据结构。节点是钢结构中构造最复杂的部分。基于BIM理念的高层钢结构参数化软件系统，能够完全反应钢结构节点零件的空间位置，为建筑施工提供数字化的真实节点，方便了施工前的预观察。同时，还具有全自动交互式的设计、校核以及编辑的特点。软件系统节点三维模型的造型与装配流程如下图所示。

钢结构节点三维模型造型与装配算法流程图

15.2.5 设计信息模型软件

根据与BIM的关联关系，可将建设工程项目中的信息分为建设工程模型的核心信息、技术信息、经济和资源信息、管理及其他相关信息等。设计过程所产生的设计文件和数据将构成信息模型的核心信息，而技术经济、管理及其他信息构成核心信息的附属数据，但亦为结构全寿命管理过程的重要方面。高层钢结构设计信息模型软件三维实体模型中的构件、节点等具有真实世界的行为和属性，包含真实构件的各种相关信息，包括结构构件以及整体结构２个层次的相关附属信息。

15.2.5.1 构件层次相关附属信息

软件系统通过Bar，Joint类存储构件、节点、材料信息、截面信息、方位信息，几何信息等，通过对话框或者文本文档进行显示和查询，图9显示了材料信息的显示查询对话框；软件系统在节点设计时可以自动判断建筑逻辑结构的非图形数据，即存储构件的逻辑信息，包括梁柱的定义、梁柱的空间方位以及梁柱截面尺寸的基本要求等。软件系统可以自动识别梁、柱等构件连接类型并配上对应的节点，实现了三维实体信息核心的参数化和智能化。

15.2.5.2 结构层次相关附属信息

完整的三维实体信息模型提供基于虚拟现实的可视化信息，将对高层钢结构的施工提供指导，对施工中可能遇到的构件碰撞进行预检测。

15.2.6 BIM的实时、一致性关联

BIM的核心之一就是在工程数据间创建实时的、一致性的关联。对BIM数据库中数据的任何更改，都可以在其他相关联的地方反映出来，包括提供给施工方的施工图以及钢结构工厂的加工图，这是与传统二维CAD结构软件的本质区别。

建筑信息模型集成的高层钢结构施工阶段主要信息为基于三维实体模型的施工图的自动生成；提供给钢结构加工工厂的信息为钢结构构件加工图纸。设计信息模型软件系统基于BIM的3D模型上提取所需的几何信息并加工整理，自动完成节点、构件和板件的归并、编号，再绘制成二维平面详图。对结构的同一部位通常需要多个详图来表达，模型的惟一性和正确性保证了各个详图内容的一致性和正确性DB62／T 3024-2018标准下载，对模型的任何更改，都将在平面施工图和加工图中实时、一致地反映出来。

数据的提取整理、三维实体的消隐与投影以及图形标注是图形绘制的主要内容。利用模型中实体的点线面属性以及记录的关键特征几何点，采用空间消隐算法生成二维图形，最后绘制引注和尺寸标注。详图绘制的主要流程如下图所示。

基于BIM的施工图、加工图的自动生成

15.3 BIM人员编排及工作任务

BIM模型实施牵涉到土建单位、钢结构单位、幕墙单位等多专业配合，为保证BIM在整个工程中的有效实施。钢结构安装工程承包方应建立2完整的可以胜任服务期内所有BIM工作的专业团队，负责在服务期内进行钢结构工程BIM模型维护工作。

在整个工程施工过程中，指派同时具备土建、钢结构、幕墙专业知识的担当BIM项目经理职务，负责BIM在钢结构安装工程各个环节服务的对接工作。并对施工图主管、模型主管整体进度、质量进行监督。协调钢结构专业与其他土建、幕墙专业各组人员的模型交叉配合。定期参与或组织土建、钢结构、幕墙协调会议。协调各方的一致性。跟踪与配合BIM对现场安装、构件加工、材料采购的指导服务。

通过设立施工图主管、BIM建模主管进行分工协作配合BIM项目经理工作。

施工图主管协助项目经理开展工作，负责及跟踪深化设计组的日常工作。深化设计组每个专业配置专人。负责协调土建、钢结构、幕墙各专业范围内的深化设计体育公园施工组织设计，负责设计院的对接、深化设计图纸的确认工作。并联合模型人员对现场施工指导、问题处理。协助采购部做好品牌及样品确认封样工作。做好竣工验收、屋面相关实验、竣工图资料提交工作。及时利用Autodesk Buzzsaw网上文件管理平台对屋面深化设计图进行更新、变更。