北京中国尊模型
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BIM助力北京第一高楼“中国尊”创2项世界之最！12项中国之最！
简介&&&&& ＂中国尊＂大厦位于北京市朝阳区CBD核心区Z15地块，占地面积11478m2，总建筑面积43.7万m2，建筑高度528m，地上108层，地下7层；是全球第一座在地震8度设防区超过500m的超高层建筑，建成后将成为北京第一高楼，首都新地标。&&&&& ＂中国尊＂项目由中信集团开发，集甲级写字楼、会议、商业、观光以及多种配套服务功能于一体，项目建成后将吸引国际金融机构、国际500强企业进驻。&&&&& ＂中国尊＂项目将BIM技术深入应用于建设的整个生命周期，助力＂中国尊＂创造“2项世界之最，12项中国之最”！2项世界之最，12项中国之最！2项世界之最1.&智能顶升钢平台是世界房建施工领域面积最大、承载力最强、首个自带两台大型塔机的智能化超高层建筑施工集成平台。2.&世界首座在抗震设防烈度为8度区域建造的结构超过500米的大楼。12项中国之最1.&中国民用建筑基坑深度最深：-40米。2.&中国民用建筑地下室层数最多：8层（7&层和一个夹层）。3.&国内底板混凝土一次性浇筑方量最大：5.6万立方米。4.&中国建筑师主创设计的最高建筑物。5.&国内巨柱翼墙厚度之最，墙体厚度最大为2400mm。6.&国内房建领域直径1200mm旋挖钻孔桩之最：有效桩长达54.6米。7.&国内底板首次使用直径40mm，HRB500级钢筋，约1.7万吨。8.&国内最大内灌外包C70自密实混凝土多腔体巨型柱，单个巨柱截面面积约90平方米。9.&国内首创的超高层跃层电梯使用。10.&国内首创施工阶段运用“临时/永久”相结合消防系统。11.&国内第一个利用PW协同平台，实现从业主、设计、监理、总包、各专业分包的全面协同的项目。12.&国内第一个利用BIM模型、三维扫描等技术辅助项目管理，从设计、施工到运维阶段全生命周期的项目。BIM技术大显身手&&&&&& 北京中信和业投资有限公司副总经理罗能钧说：“2008年我开始接触BIM技术，每个项目或多或少都在应用，但是没有一个项目是全国性的应用。那时我们担忧软件技术不够成熟，实施队伍不能用这样的技术给我们提供高质量的成果。”但当有人告诉罗能钧BIM应用其实已经很清晰，BIM的价值点有24项，这个项目可以在这些点里面选一些落实。罗能钧决定启用BIM技术，但强调这个项目不是为了BIM而BIM，一定要让这个技术起到一定的作用，在“中国尊”这个项目上，BIM技术要能实现加强建设的进度，缩短工期，降低成本。下面一起来看看“中国尊”是如何应用BIM技术的：BIM技术的应用在建造过程中，为了克服重重困难，采用了BIM技术创建“中国尊”三维模型，并增设时间维度，模拟施工过程，对工程进行基于BIM技术的全面施工管理。创建BIM施工模型BIM施工模型( 即施工阶段的BIM模型) 不同于BIM设计模型( 即设计阶段的BIM模型) ，BIM施工模型用于指导施工，要能够真实地反映施工现状，比如在BIM施工模型中要体现圈梁、构造柱等构造措施和施工段的划分等，而BIM设计模型并不包括这些内容。并且BIM施工模型除了包含建筑实体模型外，还应该包含施工机械、临时设施等施工过程元素模型。在中国尊基础工程中，创建的建筑实体模型如图1所示，建筑实体的工程概况如表2所示。算量与造价有3种方法能够对BIM模型进行算量造价工作：1、利用BIM软件的自动算量功能输出数量资料，再将数量输入到Excel表格中进行计算。2、使用一个插件或第三方软件将BIM软件连接到估算软件。这个插件或第三方软件能够将所需要获取的工程量信息从BIM软件中导入造价软件，然后造价工程师结合其他信息开始造价计算。3、使用专业的数量计算软件从各种BIM软件数据库中提取资料，这些软件一般具有能够直接连接到BIM构件的特定功能，为模型标注“状况”，亦建立可视化计算图。这种方式与第2种方式的区别是造价师不用学习任何BIM操作方法，但需要对所访问的BIM数据库的结构有清晰的了解。以上3种方法中，第1种方法更实用，也便于操作，但是要采用这样方法进行造价计算的前提是：必须保证BIM模型创建的精细程度以及材料分类要与工程量清单计价规范高度吻合。中国尊基础工程采用第1种方式，通过BIM技术对材料进行设定，自动统计出构件的体积、数目、材质、长度等基本量，便捷精确地统计工程量。所得的统计信息除了可以在Revit软件内部形成明细表、统计工作量、核算成本等外，还可以导成MS表格，导出表格可按照传统方法进行数据统计和成本计算。优化施工方案传统的施工方案是以技术人员和专家的经验为主，而经验很难或者说无法定量地加以描述，并且很难直观比较、验算和优化施工方案，更无法预料施工过程中可能出现的突发问题。BIM施工模型的创建将施工方案的全过程映射成虚拟环境，通过对此虚拟环境的操作来实现对施工全过程的观察、跟踪、控制和引导，最终达到验证、优化、调整、优选施工方案的目的。中国尊基础工程工序多、工程量大、场地狭小，合理布置现场机械以及合理安排各机械走位是施工方案设计的重点。中国尊基础工程利用BIM技术在现有场地条件下对施工机械走位进行模拟，以对现场机械走位情况有一个整体而细致的把控，重点模拟桩基跳打过程中主要施工机械如旋挖钻机、起重机以及混凝土运输设备等随时间推移的走位情况，以保证桩基跳打能够按预定计划顺利实施。BIM技术初定的施工方案是将现场分成A，B，C，D，E，F 6 个作业区域进行施工，每个区内配置1台钻机钻桩孔、1台起重机下钢筋笼、1辆混凝土运输车，共18台设备。通过BIM技术进行方案优化时，发现最初方案的18台设备无法正常运转，最后通过调整各区域内工程桩的施工顺序 ，并采用A，D 区共用1台起重机的方法( 见图5) 并设计行走线路，保证了施工机械在狭小的基坑里正常作业，互不影响。虚拟施工过程一般来说，通过BIM进行虚拟施工的步骤是:先利用BIM三维建模软件如Autodesk Revit创建参数化的3D BIM模型，在Micro Project软件中编制施工进度计划，然后将Ｒevit的3D模型和Project施工进度计划集成到Navisworks软件中进行4D 模拟。通过Project的进度计划和BIM三维模型的结合可以精确地对整个施工现场场景和施工过程进行三维展现和模拟。通过对工程可视化和施工过程的虚拟现实进行分析，可以提前找出施工中可能存在的问题，以采取有效的预防和强化措施，提高工程施工质量和施工管理水平。整体施工进度模拟45.1m，共计896根，单位承载力特征值为8000 ～160000kN，穿越地层以砂卵石层为主，根据工程特点采用“后压浆旋挖钻孔灌注桩技术”。这种技术的特点是：施工时没有泥浆污染，有利于保护环境，尤其适宜人口和建筑密集城市； 避免了传统钻孔灌注桩的质量缺陷，有效保证桩基质量；解决了孔底沉渣和孔壁泥皮问题，改善了由于孔壁土体应力松弛造成的孔壁土体疏松以及桩身混凝土与桩侧的不密实接触；在不增加桩径、桩长的条件下较传统施工工艺提高桩承载力50%～100%，提高施工速度5～10倍。为更好地进行施工交底，中国尊工程利用BIM技术对工程桩的施工工序进行详细模拟，如图8 所示。
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BIM技术在中国尊基础工程中的应用
【摘要】：针对中国尊基础工程工程量大、形式复杂、工期短、施工场地狭小等特点,应用BIM技术对基础工程进行了BIM施工模型创建、碰撞检测、算量造价、施工方案优化、虚拟施工、培训交底等工作,同时也进行了相应的理论研究。最后对中国尊BIM技术的应用进行了总结。
【作者单位】：
【分类号】：TU753;TU17
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