《BIM毕设论文》word版.doc

石家庄铁道大学毕业设计基于BIM的国际工程建筑结构物的施工管理优化Based on BIM international engineering construction management of building structure optimization2015届 土木工程 学院专 业 土木工程 学 号 25 学生姓名xxx 指导教师 xxx完成日期 2015 年05月30日毕业设计（论文）任务书题目基于BIM的国际工程建筑结构物的施工管理优化学生姓名xx学号xx班级xx专业土木工程承担指导任务单位涉外土木工程教研室导师姓名xx导师职称副教授一、主要内容BIM是“建筑信息模型”的简称，是近年来发展起来的一种以三维数字技术信息为基础，形成工程项目各种数字信息的技术。目前，在美国、日本、等发达国家，不仅开始大量使用，而且已逐渐建立企业级和行业级的BIM标准。在我国，目前正处于大力推广的阶段，由于其所具有的特点，使得这一技术被称为是新的“技术革命”，是未来发展的方向。根据工程案例，利用BIM技术，进行优化管理设计具有工程实践意义。二、基本内容1、大量收集国内外资料，对BIM的概念全面理解，并了解BIM的国内外研究现状，国内外工程应用BIM技术的情况。2、学习Revit2014软件的使用功能。3、结合具体的工程背景，应用Revit2014等软件进行建模，模拟，管理等优化设计和管理。4、正确撰写毕业设计论文。5、完成规定的英文翻译工作。三、基本要求1、工作态度认真，遵守纪律，保证做论文的时间，独立完成任务。2、综合收集相关的国内外资料，能认真学习相关软件的基本操作功能。 3、论文写作层次清楚、语句通顺。4、英文翻译正确。四、部分参考文献1、龙腾等。BIM 技术在武汉某高架桥工程施工中的应用研究。施工技术，2014，43（3）：80-832、徐骏等。BIM 在铁路行业的应用及其风险分析。铁道工程学报。2014，3，129-1333、冯世杰。三维协同技术在天津站综合交通枢纽中的应用研究。铁道工程学报，2014，2，103-1094、刘文平等。BIM在EPC公路工程中的应用模式研究。建筑经济，2014，35（9），31-345、何关培。施工企业BIM应用技术路线分析。工程管理学报，2014，28（2），1-5五、进度计划第1周第3周 收集资料，完成开题报告，学习BIM软件第4周第7周 进行三维建模第8周第11周 施工模拟，优化第12周第16周 论文撰写、修改，文整，答辩教研室主任签字时间 年 月 日毕业设计开题报告题目基于BIM的国际工程建筑结构物的施工管理优化学生姓名x学号x班级x专业土木工程一、研究背景近些年来，随着建筑及土木其它行业的发展，施工项目复杂化和专业化，施工项目的施工管理优化显得尤为重要。于是一种新的概念BIM就应运而生，赋予BIM的定义，将实际项目信息赋予到数字模型上。因此，在实际工程的开始到技术的全生命周期中得到有效控制以及资源共享的资源。 使用BIM技术，可以有效提高项目的效率、减少损失的同时也间接减少项目造价，保证建设质量以及项目信息化使管理工作优化，这些项目足够充分说明BIM有很大的研究价值。通过制作三维动画，形象展示出项目中的一些细节，给人震撼的视觉感。建立完的BIM模型还可以根据用户需要做二次开发，提升模型渲染的精确度，应用到标书中必然会提高中标率。BIM通过关联数据库，快速获取并统计相关数据，简单方便还可以提高计量的精度。BIM采用数字化信息技术进行管理，无形之中减少了资源、运输、存储出现浪费的问题，还给予强大的技术后盾。BIM最有特点的就是三维显示，利用三维技术检测碰撞问题，优化管线布置方案。通过施工模拟，展示出项目可操作性，也是与业主沟通的一道坚实的桥梁。BIM最直观的特点在于三维可视化，利用BIM的三维技术在前期可以进行碰撞检查，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。BIM在进行实际施工之前，就可以运用自己的三维可视化功能在加上时间维度，就可以模拟真正的现场施工情况。随时随地对施工现场情况进行检测、评估，以及建设单位、监理单位、施工单位、业主这几方进行协同，实时掌握出现的各种问题。这样就有未雨绸缪的作用，为快速施工打下坚实的基础。BIM是以建模技术为支撑，不论是建筑、铁路、桥梁还是其他专业，都因其行业的分割特性以及不同文化背景和法律环境，使得不同国家之间的分类体系差距巨大，即便是相邻两个国家也可能存在很大的不同，如果各国统一标准，就可以实现各行业领域的集成管理。利用BIM可以减少更多的豆腐渣工程，避免一些不必要的浪费;如果说CAD是工程界的一次革命，那么BIM将是一场前所未有的大革命。二、国内外研究现状BIM发源于美国，美国联邦管务署发布了3D-4D-BIM方案，还有一系列的BIM技术指导书。2009年，美国威斯康辛州成为第一个要求州内新建大型公共建筑项目使用BIM。于2010年，俄亥俄州政府发布BIM规定，在日本的交通省机构也大力支持BIM发展，上升到到政府层面。当前在日本对的工程建设行业中使用BIM技术很感兴趣，BIM成为潜力股。英国、韩国、德国等这些国家也发现BIM技术前景光明，支持发展BIM技术。在2003年BIM技术进入我国工程建设业，当前主要用于大型设计院，大型施工企业，BIM培训公司、咨询公司，政府层面和各行业逐渐认识到BIM技术的意义和价值。先后举办了“面对面庄家数字信息专家交流会”、 “勘察设计行业信息技术交流大会”的BIM主题研讨会、BIM建筑设计大赛”、“勘察设计行业BIM技术高级培训班”等;Autodesk也正式推出基于BIM的AutodeskRevit Architecture 2010、RevitMEP Revit 、Structure 2010 、AutoCAD Civil 3D 2010以及AutodeskNavisworks 2010等软件。经过几个版本的发展，建筑、结构、机电几个专业于2013年融合进一个软件之中，命名为Autodesk 2013。在2014年，Autodesk 公司研发出新版本Autodesk 2014，当前版本修复前几个版本的一些问题，运行更加流畅，渲染技术更加成熟。现阶段BIM应用主要以一些大型设计单位、施工单位、咨询公司居多，无论是深度还是广度方面来看，国内BIM技术还只是开端而已，未来的路还很长。这项技术竟会融入到工程建设各行业，站在当前世界角度来看，BIM无疑已是主要潮流。在国内政府层面，“十一五计划”和“十二五计划”中关于建设工程信息化技术纳入发展大纲之中。BIM以一种新的概念登场展现与传统技术有很大的区别，各个不同专业都可以利用BIM平台解决自身专业的棘手问题。在美国、欧洲等BIM技术起步较早的国家，采用BIM技术的项目超过使用传统技术的项目。在我国，由于BIM引进的较晚，应用BIM技术的项目也有一些，效果也逐渐显现出来，尤其在大型复杂的工程使用，但是也因为技术不成熟导致许多问题出现。在众多实践醒目总结出，应用BIM这项新技术，设计到多方，如建设方、设计方、施工方以及勘测方，这些问题不是靠一个或几个软件就能解决。因此，要想BIM技术更加成熟，还得大力研发BIM软件。三、进行的主要工作我选择的方向是BIM技术在地铁车站中的应用,由于BIM主要是通过相关的软件进行建模，所以使用Autodesk Revit2014完成这一项工作。除去建模外还有工程量统计这也是一项较为重要的工作，工程量统计将使用很有用的功能是明细表，通过选择相应的构件自动获取数据库中的数据并快速统计出工程量。最重要的工作是创建族，在Autodesk Revit2014中所有的图元都是通过族来创建的，丰富的族库会使建模的效率大大增快。“族”是由一组具有相同属性的模板构成，可以更改族的参数改变其属性。由于Revit中自带的族大部分是针对房屋建筑的，在地铁项口的实施过程中还需要根据其特点定义大量的专用族。利用Autodesk Revit2014进行施工指导和项目管理也是应用中重要的一环，从地铁车站建设全寿命周期把控工程。4D施工模拟，使用Navisworks Manage 2014软件进行4D进行施工模拟。在软件Navisworks中使用timeline功能，创建出所有所需的任务并重新命名，按类别选中模型中的对象进行对应关联，完成任务附着后手动添加进度计划，最后播放项目施工模拟过程。四 、采用的设计方法、手段(1) 查阅相关BIM的资料，了解并理解BIM；(2) 根据相关的设计规范要求，进行工程实例建模；(3) 利用软件Autodesk Revit2014进行建模，若能力有余还可以用其他相关软件进行二次开发；五、预期达到目的 (1) 掌握外文BIM方面资料的检索方法、阅读。熟悉国内现行BIM应用于设计和施工的相关规范。(2) 熟练翻译一篇与BIM有关的外文文献。 (3) 熟悉并掌握Autodesk Revit2014，理正等工程常用软件应用，并进行相应的实例分析。六、进度计划第1周第3周 收集资料，完成开题报告，学习BIM软件第4周第7周 进行三维建模第8周第11周 施工模拟，优化第12周第16周 论文撰写、修改，文整，答辩指导教师签字时 间 年 月 日摘要由于现代三维技术的发展和工程建设行业对于三维技术的需求逐渐的增强，信息建筑模型就此应运而生，也是所说的BIM越来越多出现在大众的视线中。BIM技术起源于美国，经过数年的发展，它的优越性越来越明显。主要表现在可视化、可操作性强、自动统计工程量、全生命周期控制和信息量大以及准确。当前国内的情况是BIM技术主要在大型的设计单位、大型的施工单位和一些BIM咨询公司应用，而且国内尚无权威的技术标准，对于这项技术的推广也带来很大的困难。本文重点是从信息建筑模型技术进行研究，以三维技术为基础，采纳理论和实际工程案例相结合的方法，展现BIM技术带来益处和其发展的一些问题。还有本文以苏州轨道交通1号线土建工程I-TS-05标地铁车站为背景，使用软件Revit进行建模，熟悉建模过程并解决常见的问题。最后，还可以在三维模型基础上加上时间进度进行4D模拟。从本文整体上来看BIM技术将是未来工程建设行业一个大的潮流。关键词：BIM 三维技术 全生命周期控制 可视化AbstractDue to the gradual enhancement of modern three-dimensional technology development and construction industry demand for three-dimensional technology, information architecture model came into being, BIM also said more and more present in the publics sight. BIM technology originated in the United States, after several years of development, its superiority is increasingly apparent. Mainly in the visualization, operability, automatic statistical engineering, life cycle control and informative and accurate. The current domestic situation is BIM technology mainly in large design units, construction units and a number of large consulting firms BIM applications, but there is no national authority of the technical standards, the promotion of the technology has also brought great difficulties.This article focuses on building models were from the information technology research, three-dimensional technology, the adoption of the theory and practical engineering cases a combination of methods, to show the benefits of BIM technology has brought a number of issues and their development. There are paper Suzhou Rail Transit Line 1 Civil I-TS-05 labeled subway station as the background, using Revit modeling software, familiar with the modeling process and resolve common problems. Finally, we can also add the schedule 4D simulation conducted on the basis of the three-dimensional model. On the whole article from BIM technology will be the future of the construction industry, a big trend.Keywords: BIM 3D technology lifecycle control visualization目录第1章 绪论11.1 国外的发展状况11.1.1 BIM在美国的发展现状11.1.2 BIM在英国的发展现状21.2 国内的发展现状31.3 BIM的发展前景31.4 论文计划5第2章 BIM与BIM软件介绍62.1概念和特征62.1.1概念62.1.2特征72.2.1 BIM 模型应用82.3 BIM的相关软件102.3.1 BIM建模核心软件102.3.2 BIM方案设计软件112.3.3 和BIM接口的几何造型软件112.3.4 BIM可持续分析软件122.3.7 BIM模型碰撞检查软件122.3.8 BIM运行维护软件132.3.9 BIM发布审查软件13第3章 某国际工程地铁车站施工方法和应用BIM技术建模143.1 工程概况及特点143.2车站施工方法143.3 设计建模过程143.3.1创建车站标高153.3.2创建车站轴网173.3.3添加地下连续墙183.3.4添加基坑支撑213.3.5添加柱子273.3.7创建梁族34第4章 地铁车站的4D施工模拟过程374.1 Nvaisworks软件374.1.1地铁车站施工模拟展示法384.1.2 手动创建任务394.1.3设定任务开始和结束时间404.1.4选择任务类型和利用滑动条修改进度414.1.5 4D模拟施工过程424.2 4D施工模拟结语44第5章 总结与展望455.1 总结455.2 展望45参考文献46致谢49附 录50石家庄铁道大学毕业论文第1章 绪论1.1 国外的发展状况自从2002年建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）进入工程建设业，到今天已有十多年的历史，目前在全球范围内被誉为建设业改革的革命力量，并得到广泛的认可。但是早在30年前BIM的概念已经被提出，所以也可以看出其发展也是较漫长的1。BIM起源于美国，美国国家的BIM标准必然会对BIM推广有一定程度的影响。查询维基百科给出BIM的定义可以发现参考了美国BIM的标准。随着全世界经济、技术不断得发展，在英国、德国、日本等国家和地区BIM技术进行推广和应用。在国外的发展状况中，我只选择美国和英国作为BIM技术国家发展的典型。首先，在美国很早就研究BIM技术并进行后来的推广，BIM在其发展水平状况代表世界先进的水平，把它作为代表无可厚非。其次，英国虽然比美国研究BIM技术较晚，但是其研究的成果很先进甚至在某些方面超过了美国，其强大的研究能力不容小觑。从以上两点基本可以说明外国BIM技术的发展现状。1.1.1BIM在美国的发展现状对于美国而言，拥有强大的科研力量，开启工程建设行业研究也是在早期，无论是建筑信息模型技术的应用还是科研都处于全球领先地位。在美国的工程建设行业应用BIM技术的工程已占多数，而且国家和行业协会都出具各类BIM标准，为BIM的规范化发展打下坚实的基础。在2007年工程建设行业使用BIM技术占28%，经过几年的发展到2009年度占49%，最终至2012年已是71%。在这些BIM项目中，74%的房地产商使用BIM，高于70%建筑设计师的使用比例以及67%机电注册师。由此可见，BIM的价值已经得到多数人的肯定，对此作出很大贡献的机构很有必要提出。负责美国境内所有设施的建造和运维的机构是美国总管理局，早在 2003 年，GSA 机构之下的基础建筑设施服务（PublicBuildingService）部门的首席权威设计师办公室，为了增强建筑及其相关专业领域的生产能力、改善建筑业数字化现状，推出了国内3D4DBIM计划。3D-4D-BIM推出的目的是帮助那些对3D-4D-BIM技术感兴趣的团队在技术方面和发展，提供“一条龙服务模式”，依据项目不同、特点的不同，提供人性化策略和技术支持，当前在OCA帮助下项目应经超过100多个。从2007年开始，GSA要求需要招投标级别的大企业都需要应用BIM，最终成果展示以及空间组织规划都需提交BIM模型，这是最低要求。只要是GSA的项目都应采用3D-4D-BIM技术，当然根据项目的难易复杂程度以及施工程序的不同，会给予相应资金的帮助。当前GSA不断得公布各行业的BIM技术指导书，而且正在致力于研发应用于项目生命周期管理BIM技术，主要有4D施工模拟、空间组织验证，激光扫描、安全保护等，BIM技术指导书可在官网下载，对于实际项目有很大的指导意义。1.1.2 BIM在英国的发展现状2010年、2011年英国NBS组织，进行全国网上调研并从1000份调研报告统计出当前BIM在英国的应用情况。从调研报告中可以得知，在2010年，根本没有BIM概念的人有43%，只有13%使用BIM。而在2011年，听说过BIM得人有48%，不仅听说过还在使用的占31%，对BIM闻所未闻的人占到21%，相较于2010年有了较大的进步。受访的人中占94%会在5年之内使用BIM，表示赞同BIM是未来潮流的占78%。通过定出一些标准，如怎么进行模型命名、自定义族建立、怎么定义对象、与其他有关专业或者程序交换信息等，优良的标准可以保证英国设计企业转变以CAD为主的重心，适应BIM的发展潮流。BIM技术的标准是为了解释和拓展其相关的概念。标准委员会成员来自从事BIM工作的专业人员，标准委员会编写这些标准不光停留在概念上，更广泛应用与实际。伦敦拥有许多全球设计企业的总部，例如BDP、 Zaha Hadid Architects、Foster and Partners等，其在BIM不管是设计方面还是实施方面遥遥领先无可争辩，也有像Gensler、SOM和HOK这样先进欧洲企业的总部。英国政府的支持，强制性使用BIM技术使得其有效执行，由此看出，英国的设计企业要比其他的地方发展更快和更有效率。1.2 国内的发展现状近些年来经过软件生产商的努力推广，BIM在国内工程建设业逐渐形成一股潮流，在此推动下政府有关部门、高等院校、研究机构等也加入应用并且宣传BIM的行列。在生产行业中，开始只有一些大型设计院、施工企业、咨询公司进行研发、使用和推广。目前，经过多年的发展，业主对BIM这项技术逐渐认可。大型房地产商万达、龙湖等探索并应用BIM技术；潘石屹是SOHO公司的董事长，他把BIM作为一种策略，作为其产业未来核心竞争力；大型项目如上海迪士尼、上海中心要求施工单位使用BIM把控建筑的全生命周期。许多建设方招投标时要求施工企业用BIM做标书，这俨然成为一道门槛，也会有更多的项目将会写入招标合同中。国内的现状，拥有BIM专业素质较强的还是当属大型设计单位和一些为数不多的施工企业，不过不少大型施工企业也开始了对 BIM 的实施与探索，也有一些成功案例；运维阶段目前的 BIM还处于探索研究阶段。BIM咨询公司也是发展较早，其所拥有的BIM技术在国内也是领先的。因此，无论是设计、施工单位还是咨询公司都对BIM的发展起到很大作用，BIM在工程建设业将会成为主流。1.3 BIM的发展前景在全球范围内BIM技术已经的到业界的认可。国内的一些研究所，以设计公司为主、培训机构、BIM咨询公司锋芒逐现，BIM理念也逐渐得加深认识。政府为帮助建筑行业于2016年完成第二阶段的有关目标，创造非常有利的条件。第二阶段任务繁重不但要整合一条龙流程的工作模式还要避免不得不实现而又异常困难的改变，同时进行宣传和推广人们使用。业内的资深人士已经跨越BIM发展的第二阶段，向着更深层次发展，早期在实践中的BIM项目向人们证实：跨越BIM的第二阶段会有很大益处。对于跨越之后出现的新事物我们需要保持清醒的头脑，做出简单的了解，在这种情况下才可以不断完善现有的方法论。当然，在所有位置问题明确之前，对于第三阶段保持开放心态还是不可或缺的。第三阶段是一个全面综合的模型，内部之间的个体相对独立，并不是简单松散的联合体，设定为iBIM。这充分体现每个单一做出贡献的人员都会按照一定的规则相互结合起来，形成连续一致的信息模型，最终会发布到云端上。当然，所有的贡献模型都必须经过严格的审查和登记后，才能被推广。在这个模型之中，拥有可以是任何上传成果的人员得到授权的情况下，查看和修改工作情况的系统。这种模型包含设计功能，施工或者统计工程量，施工模拟。其应用从已建成建筑物的管理到建筑工地的实时应用，足以证明它给各方提供很大的便利。与此同时，iBIM为了用户使用方便，iBIM设置了一些专用的编码与标准。设计和应用包含专业用语的标准词典，以便减少操作中的歧义。云服务的其中的一种方式，可能是促使用户使用相关的软件，第三阶段的前途也可能会取决于云技术。对生命周期短，工作室高端的要求都将会得到消除，解决以年度计费软件的成本问题：用户需要付费在使用软件之后。为了保证管理上的安全性，云技术工作模式的相关协议制定并出台。智能化代理应用，满足设计方面的要求，可以查询资料通过查询网站。提前为第三阶段打下坚实的基础，改善合同的形式，保证一条龙服务团队的合法权益。当前合同中的内容包括BIM协定，需要更深层次的发展，可以解决管理争端的模式，还可以实现责任共同分担。合作模式要想在许多客户和供应商适用的关键因素是综合体保险，但当前还处于研发阶段。在以后大量项目中，保险的重要性显而易见，保护客户的权益，从前期的设计阶段到最后运营阶段全生命周期提供强有力的保障，建立一个对BIM行业进行维护的商业模型，此模型必须支持国际BIM特点的开发和维护。此模型必须独立于建筑环境之外，以便作为评估标准的工作方法。资金的来源政府，用户和商户，以此支持基础设备的投入，若紧靠个人投入是不太现实而且将会阻碍BIM的发展。英国作为未来BIM研发程度的引导和掌控者。表面上美国主导生产和使用的市场，但是BIM发展的背后却是英国提供动力和智力的支持，还有英国的政策和数字化概念以及它所公开的资料都处于世界顶尖水平。相关的研究报告，BIM在欧、亚等地区虽然刚刚兴起，但是其未来的三维信息技术必然是一道光景。中国的建筑业会在其推进大规模乡镇过渡到城市的过程，迎接前所未有的机遇和发展。由于BIM技术在可持续设计、协调设计、住宅商业化、成本管理、实现数字信息城市有着天然的优势，因此未来对建筑环境、质量和舒适度有着高层次的要求，这些BIM技术的应用都有光明的发展前景。1.4 论文计划本论文以苏州轨道交通一号线土建工程I-TS-05土建工程的设计及施工作为工程背景。通过苏州地铁CAD三维主体视图和施工组织设计中的参数，运用Revit软件建立地铁车站的建筑信息模型。论文计划简析：第一章：介绍信息建模技术在国内外的研究现状，在当前信息技术迅速发展的时代，BIM技术发展的前景无疑是一片光明，同时也伴随问题出现，对企业提出更高的要求。最后，列出本论文的计划。第二章：提出BIM技术的概念和特征，简介各种相关实现的软件，并着重讲述Revit软件。第三章：本章主要讲解BIM在地铁车站建设中的应用作用，介绍地铁车站常见的施工方法。第四章：本章结合苏州地铁一号线车站工程实例进行建模、模拟、得出结果。第五章：对论文进行总结，提出自己的建议。第2章 BIM与BIM软件介绍2.1概念和特征2.1.1概念BIM作为新兴事物经过多年的发展和完善，在美国国家建筑科学会(NationalInstitute of Building Sciences，简称“NIBS)制订美国国家BIM标准的过程中，对BIM的工作定义(working definition)持续不断给出，并利用网络寻求建议。通过行业中大量人员的反复讨论，最终达成共识，给出的定义可以算是业内比较权威的。该标准对“BuildingInformationModel(BIM)”和“Building Information Modeling（BIM）”都给出了精确定义。“BuildingInformationModel(BIM)”的定义是利用数字信息虚拟出项目实体的功能和物理特性。因此，它可以作为其形成安全可靠的决定基本信息的共享知识资源从项目实体的生命周期开始。而对“Building Information Modeling(BIM)”的定义是建立项目实体电子信息的过程。其目标为碰撞分析、工程分析、可视化、规范标准检查、竣工验收的产品、工程造价、编制预算和其他用途。“BuildingInformationModel(BIM)”和“Building Information Modeling(BIM)”的主要区别是前者侧重于数字建模的结果，而后者侧重于利用数字模型进行建设项目设计、施工、运营管理的过程，我们要生产最终的建筑物（产品）的数字模型只是完成项目的其中之一。其实，这两种定义都传达了BIM核心的信息，一个建立、应用、管理、搜集信息的过程。综合以上的定义可以得知BIM既是也是过程，模型，也是最根本的是信息。用来存储信息的载体，重新建立、管理和使用信息的过程。经过仔细分析后，我认为BIM有如下含义：(1) BIM以项目中所有信息为主体用数字为载体表达出来，构建虚拟电子信息模型代替现实项目，具有很高的开放性和互操作性，能够将大量的信息资源进行共享也是其设计初衷;(2) BIM的主要行为是建成和完善项目信息模型，为了满足项目的不同需要，根据职责岗位要求项目的所有参与方对模型信息修改、添加、导出和更新;(3) BIM的工作环境是以一个可复制的、无障碍的、可持续的、可审查的状态呈现，在这种环境下，参与在施工项目全生命周期中的各方都需要及时进行交流、沟通，经过分析项目的信息并共享项目信息，做出最终决定和完善工程项目的交付过程，可以使得项目高效、运行。2.1.2特征2.1.2.1协调性由于实际项目的庞大复杂性，传统的交底方法无法及时发现各个专业的问题，出现问题后不但影响工程的进度还造成人力、财力巨大浪费。BIM技术恰恰能够在施工前解决这些问题，不仅可以解决建筑物前期施工各专业交叉碰撞问题给出最合适的解决方案，同时还生成协调数据用以检测具体的问题位置，还可以解决：协调电缆井与其他设计的布置以及净高的要求，协调污水排水系统的布置和其他设计的布置，协调消防楼梯与其他设计的布置。2.1.2.2可视化从字面意思可知，在BIM项目信息模型中，整个的建模过程都是可视化的，则可视化的结果不仅仅是用来展示效果图和生成相关的报表，更重要的是，项目的全生命周期包括项目设计、施工、管理运营的过程，还有在可视化的状态下进行交流、讨论和决策。项目的实体信息模型中的构件之间形成的连接性、反馈性和互动性的可视。2.1.2.3优化性从普遍适用的角度考虑，有三个因素控制优化：时间、复杂程度和信息。在BIM模型中，包含了许多实际建筑物包含的信息，如物理信息、几何信息、规则信息，当建筑物变化后相应的信息也会变化。有两项工作可以优化BIM：（1）优化项目施工方案（2）优化特殊的施工项目设计2.1.2.4模拟性BIM与以往传统所用软件的方法中最大的区别就是在施工前，也就是设计阶段，BIM可以对设计中的一些需要模拟的细节进行试验，如：模拟紧急疏散情况、模拟节能情况、模拟热量传导情况、模拟日照情况、模拟地基沉降情况等等。运用4D模拟技术（添加时间进度的三维项目模型）展示项目为招投标赢得先天的优势，利用编制出的施工组织设计模拟真正的施工，以便选择合适的施工方案。还可以运用5D技术（除了添加时间进度外，还可以对三维模型添加造价控制因素），最终实现项目的成本控制：可以在后期运营阶段模拟一些紧急情况处理细节，如失火时模拟人员消防疏散情况和地震时模拟人员逃生情况等等。2.1.2.5可出图性这里所说的图纸并非是传统的建筑设计图纸，还有加工一些构件所需的图纸。而是通过用BIM技术对建筑物进行全方面的可视化展示、模拟、优化、协调后，出对业主有很大帮助的图纸：（1）管线综合图（通过严格的碰撞检测和设计改正，符合合理的要求后）（2）预留洞口综合结构图（预留套管图）（3）修改建议方案和碰撞检测核错报告2.2.1 BIM 模型应用2.2.1.1可视化设计以BIM为基础的可视化设计与汽车拼装相似，操作人员可以通过已经定好位置的轴网和标高将构件载入到模型中，然后修改已载入构件的模型参数形成设计尺寸。可视化设计由于特定的族之间能够相互适应，因此不光可以设计三维，还可以设计生成各专业图纸，保证二维图纸和三维模型实时联系。简单来说就是，无论是修改二维图纸还是修改三维图纸，相互之间都会有联动修改。可视化模型的优势发挥的淋漓尽致，使得协作有效简便。2.2.1.2 协同设计一个实际项目的设计会涉及到多个专业，因此一个不可避免的问题出现了，就是协同设计。Revit平台允许相关的多个专业在其同一平台下同时工作，及时发现问题并改正。“中心模型”提前定好统一坐标和使用规则的系统模型，上传到服务端，取得授权的操作人员都可以将其下载到电脑中，以此为模板建立自己的模型。在没有版权人授权的情况下只可以引入但不可以修改，使用同步功能实时与“中心模型”保持一致。软件提供此功能无疑会专业较多的地铁项目设计起来更有效率，大大降低错误的工作模式。2.2.1.3 管线综合设计地铁管线无疑是地铁项目中一项非常复杂的工作。以土建模型为基础，然后在其上面进行给排水、环控、电器设备管线的设计。各专业系统可以通过设置不同颜色加以区分，管线按照系统不同进行建模。由于地铁管线设置复杂程度难以想象，相对于传统单项专业会审很难发现问题，而BIM模型却可以再三维状态下对整个设计进行全面检查，发现问题及时并改正。2.2.1.4虚拟现实虚拟现实可以使建筑信息模型在仿真环境中实现漫游，在没有BIM时要想展现项目建成之后的效果必须去专业的动画公司做三维展示过程。出现BIM之后，利用其自带的漫游技术可以随时随地的进行漫游。BIM技术在此的强大之处，是在于可以提供与实际项目完全一致精确的信息，将制作好的动画上传到云端亦可以通过手机、平板等移动设备进行可视化项目沟通。2.2.1.5工程量统计软件Revit带有明细表统计功能，软件可以以族的种类或者族式样自动进行统计工程量。只要修改参数都会触发修改引擎自动修整相关的工程量明细表，无论是在三维还是二维视图中。2.2.1.6运维管理运维管理顾名思义就是对BIM模型整合以及应用。在BIM的数据库中，包含信息有设计、施工、后期运行阶段，为管理运维阶段提供实际性帮助。当工程出现问题时，提前利用管理系统进行定位然后在维修、检测故障，及时解决问题。在运维现场快速定位，通过手提设备进行查找电器、环控、给排水等设备和设施的位置。可以将运维管理信心上传到云端实现信息共享，在发生火灾时救援人员可以访问BIM数据库提前确定出事位置，协助救援人员快速准确救急。2.3 BIM的相关软件2.3.1 BIM建模核心软件BIM的核心其实就是信息，而信息的表达是需要通过建模来表达。所以说，BIM便应运而生一种核心建模软件。相反由于BIM软件的出现也促进了BIM技术快速的发展，从事BIM这个行业首先碰到的软件。这类软件称之为“BIM核心建模软件”，简称为“BIM建模软件。 Autodesk公司在建筑民用市场中依靠CAD打下坚实的基础，研发Revit软件用于建筑、机电和结构，展现出其强大之处。Revit软件是一种技术成熟的“建模软件”，基于CAD对象系统以三维、智能化、参数化为特点。Revit软件的特点：1.多向联系Revit建筑信息模型所有的信息都存放在相应的位置，任何位置的修改，随之所有的位置都会发生变化。所以，在整个信息模型中信息的更改都会明显的展现，以便更好得控制整个信息库。2.明细表明细表可以在任何建筑视图应用，也是Revit建筑信息模型的一种视图。在其他所有的视图中，自动随明细表的更改变化而变化，相反也适用。明细表的作用可以统计过滤 视图的一些信息，如门窗族的编号、尺寸、名称等等3族族是一种参数化构件，简单来说就是通过用户自己添加或者修改一些参数，构建出想要得到的构件。Revit建筑信息模型的构件就是以族为基础，族的出现大大简化了构建模型的难度；还有族最强的地方不需要任何编码和编程，降低门槛。4.个性化研究Revit软件提供多方向开发和研究设计方案，允许研发者有很大的自由度，以便于可以向客户提供优良的设计方案。通过可视化、统计工程量以及分析其他的有效数据，保证从多个方案中做出最合适的选择。5.数据的导入和导出功能Revit软件兼容性很强，并且容纳多种文件格式和行业标准，包含CAD中常见的DWG、RFT、DGN、DXF、AVI、SAT、SKP、IFC、gbXML、JPG、TIF、ODBC和TGA。通过导入复杂的几何三维模拟图形，在Autodesk 3ds Max或者Autodesk VIZ这些软件中实现具有内部和外部渲染照片级真实感。还可以利用Revit软件自身漫游动画功能，指定具体的漫游路线，将建筑中的一部分更形象的展现出来，最终导出AVI格式的动画。除了Revit之外还有研发用于建筑、设备和结构的Bentley，Bentley产品的先进之处，在基础设施（桥梁、市政、公路、水利等）和工厂设计（发电、药厂、化工、核能等）方面的能力无可厚非。Gery Technology公司研发一款用于工程建设业的软件Digital Project，是以为基础进行研发的，属于二次开发软件但其本质不变。相当于将CATIA进行某些方面的升级，类似于天正与AutoCAD的关系。当前在中国BIM核心建模软件，应该可以说AutoCAD使用最多也是最熟悉的，同时CAD也是被打造成一款全球应用的产品，拥有强大的市场影响力。但是中国没有统一的BIM标准，因此要想扩展业务成为一个难题。选择建模软件时，除了考虑软件本身对专业的适用性还要考虑建设方与其他成员的要求作为确定BIM技术路线的重要因素。2.3.2 BIM方案设计软件BIM方案设计软件用在设计初期，其主要功能是把业主设计任务书里面基于数字的项目要求转化成基于几何形体的建筑方案，此方案用于业主和设计师之间的沟通和方案研究论证。目前主要的BIM方案软件有Onuma PlanningSystem和Affinity等。2.3.3 和BIM接口的几何造型软件在初期设计阶段，对于模型的形体或者很繁杂的建筑造型，使用几何造型软件比建模软件更专业、有效率还有可能在某些方面超越它达到意想不到的效果。几何造型软件导出的结果可以作为外部数据导入到建模软件中。在市场中，常用到的造型软件主要有Rhin ，Sketchup和FormZ4。2.3.4 BIM可持续分析软件目前BIM可持续分析软件国内有PKPM和国外的Echo-tect,Green Building Studio,IES。其主要作用是通过模型包含的实际信息对项目的日照情况、热量传递情况、通风情况、外围生态环境等分析。2.3.5 BIM模型框架分析软件作为一个与BIM建模软件集成度很高的软件，BIM模型框架分析软件可以通过建模软件中附加的信息进行模型框架分析，当然从这可以看出，BIM模型框架分析软件与建模软件之间可以进行信息相互交换，分析的结果同时反馈到建模软件中，及时更新建模模型。国外框架分析软件ETABS , Robot，STAAD等 和国内软件PKPM等可以与BIM建模软件交互使用，效果比较理想。2.3.6 BIM模型检查软件要检查模型自身的完整性和质量，则需用到BIM模型检查软件，可以用来检测如空间有没有交叉重叠、构件之间有没有相互冲突、空间有没有封闭等等。当然，也可以检测是否符合业主的要求 以及相关的规范要求等。当前Solibri Model Checker霸占了检测软件市场。2.3.7 BIM模型碰撞检查软件BIM模型碰撞检查软件能够出现的根本原因有下面两个：(1) 由于实际项目和很多专业有关，创建模型时也会涉及分专业问题，不同专业人员都要建立与自己专业有关的模型。当所有专业的模型建立完后，需要将所有的模型放在同一个平台下进行分析、模拟，只用BIM建模软件是无法完成的。(2) 在一个文件下，当前技术条件还无法将大型项目用BIM核心建模软件打开，还必须分开创建局部模型最后组合研究整体的设计、施工、运维管理。通过三维软件创建模型后，使用模型碰撞检测软件进行三维检测并改进，加入时间刻度进行4D动态模拟。目前常用的模型综合碰撞检测软件主要有Autodesk Navisworks 、Solibri Model Checker等。2.3.8 BIM运行维护软件假如把BIM视为建设工程的DNA，根据相关资料，运营阶段占整个建筑物生命周期的75%,占整个生命周期25%成本却只是建设阶段。在BIM为建筑物运营服务所建设的模型中，美国的运营管理软件ArchiBUS是最具权威的软件之一，运营服务也是BIM发展的动力和目标。2.3.9 BIM发布审查软件AutodeskDesign Review,Adobe PDF和Adobe 3D PDF这几个软件的作用是把BIM最终成果转化成特定的格式，这种格式的特点是静态的、含有大量模型智能信息、压缩度较高、未授权无法进行修改但可以标注审查意见、供更多人访问，这种格式有PDF/DWF/3D PDF等，项目参与方可以对其进行访问和审查。成果发布时，用户可以根据自己的意愿，对成果进行加密以保护自己劳动成果。第3章 某国际工程地铁车站施工方法和应用BIM技术建模3.1 工程概况及特点建模所采用的地铁车站是属于某国际工程交通二号线II-TS-06标段，本标段车站采用明挖法施工（部分结合盖挖）。车站的尺寸，长度是122.65m，标准段长度为19.9m，是以地下两层10m宽岛式站台车站。3.2车站施工方法苏州地铁车站根据施工组织可知施工采用明挖结合部分盖挖，明挖法适用于地面交通和环境允许的情况，也是各个施工单位首选的方法。一般情况下地铁车站会建在人口密集地区，地铁车站的基坑属于深基坑。明挖法包含顶管法、板桩法、泥浆隔墙法；盖挖法有盖挖顺做法和盖挖逆作法。3.3 设计建模过程利用软件Revit 2014自身所带的公制建模模板，作为对建设地铁车站建模的基本环境。由于地铁的施工过程大体与建筑房屋相似，因此，建设地铁车站的过程便可以遵循房屋建设中的思路。建设地铁车站模型所需的几大模块有：地下连续墙、柱子、内墙、顶板、中板、底板，除了地铁车站所需的基本构件之外，还得运用相关的软件进行4D施工过程模拟，则施工过程不可或缺的构件是支撑。建模软件Revit 2014的演示页面如图3-1所示：图3-1 Revit2014演示页面在本建模模型中，可以分为两种：一种是钢筋混凝土梁支撑、另一种是钢管支撑。钢筋