BIM技术在地铁车站结构设计中的应用研究

BIM技术在地铁车站结构设计中的应用研究




BIM技术被誉为建筑业的第二次革命， 是建筑业信息化和可持续发展的必然选择。本文针对我国BIM技术在地铁车站主要应用局限于结构建模、碰撞分析等方面的这一现状，探索BIM技术在地铁车站结构设计中的应用，将BIM技术应用推广到结构计算和工程量统计的过程中，为实现BIM技术在地铁车站的全生命周期的应用提供参考。


　　研究目的：BIM技术被誉为建筑业的第二次革命， 是建筑业信息化和可持续发展的必然选择。本文针对我国BIM技术在地铁车站主要应用局限于结构建模、碰撞分析等方面的这一现状，探索BIM技术在地铁车站结构设计中的应用，将BIM技术应用推广到结构计算和工程量统计的过程中，为实现BIM技术在地铁车站的全生命周期的应用提供参考。

　　研究结论：

　　（1）建立了地铁车站标准段的BIM三维模型，通过Revit extensions将完善后的BIM模型导入Robot中，进行地铁车站的结构计算，实现了物理模型和分析模型之间工程信息的共享，体现了BIM核心价值；

　　（2）使用Revit生成了包含多种结构信息的墙的明细表，是解决规模建筑工程量统计困难的有效途径；

　　（3）本研究成果完善了BIM平台整体功能，能够为BIM技术在地铁车站结构设计中的应用提供指导作用。

　　 1. 引言

　　BIM技术是以三维模型为载体的数据库，是模型和信息的共同体。BIM集成了建筑生命周期内各个阶段的工程信息，包括物理信息、几何信息、工程信息、造价信息以及制造装配信息等，支持政府机构、建设机构、设计机构、施工机构、运营机构、造价机构、项目管理机构等对项目信息进行调用、修改、存储等，实现建筑生命周期内各阶段以及所有参与方的工程信息共享。目前， BIM技术在地铁车站中的应用主要是结构建模、碰撞检查、4D施工模拟等，主要集中在地下交通站点工程，与地上建筑相比，BIM技术在地下结构中的应用尤为不足。

　　本文立足BIM模型平台，研究探索了地铁车站BIM模型与结构设计计算相结合的深度和方法。通过联合运用BIM模型平台和结构设计计算软件，探索实现了基于BIM模型的车站结构计算，并完成了工程量统计计算。研究结果表明，BIM模型平台能够较好的与结构设计相结合，运用本文探索的方法能够相对提高结构设计效率，完善BIM平台整体功能。

　 　2. BIM技术应用现状

　　2.1 BIM技术国外应用现状

　　BIM技术在国外的研究起步比较早，应用比较成熟。BIM技术的应用起源于美国， 2003年美国总务管理局推出了国家3D-4D-BIM计划，紧接着颁发了系列BIM使用指南[1] 。美国斯坦福大学的建筑综合设施工程中心（CIFE）通过对使用BIM技术的32个工程项目进行研究，总结得出了使用BIM技术进行工程 建设的一系列优势 [2] 。

　　据相关资料显示，在北美的建筑行业中有将近一半的建筑机构在使用BIM或与其相关的工具，且近两年呈快速增长的趋势。2009年，美国威斯康辛州和德克萨斯州均对州内政府投资的工程项目或者大型的公共建筑项目提出了必须采用BIM技术的要求。北欧一些发达国家，例如挪威、芬兰和德国等， BIM技术在工程项目中的实际应用达到了60%～70%，领先于其他发达国家。

　　目前，国际上BIM技术应用已经成为设计和施工企业承接项目的必要能力，是建筑企业生存的必须技能。在国外，BIM技术不仅应用到建筑生命周期内各个阶段，而且正逐步取代建设项目传统的设计、建造和管理模式。

　　2.2 BIM技术国内应用现状

　　国内，就BIM技术在地铁工程的应用而言，香港处于领先的位置，目前香港的82座地铁车站中，已有20多座实现了BIM建模，部分车站应用BIM技术实现了采光、烟雾、人流、能耗和碰撞检测等BIM更深层次的应用，不仅达到了工程概预算的要求，而且取得了良好的社会效果[3]。

　　中铁隆设计研究院在西安地铁五号线一期太乙路站和兴庆路站的设计过程中，创建了建筑、结构、综合管线模型，通过碰撞检测发现了500多处碰撞点并进行及时的沟通和修改，有效的提高了工程质量[4]。

　　天津地铁红旗南路站采用BIM技术进行管线综合设计，有效的解决了设备和管线的协调问题，缩短了设计周期，提高了设计质量，在设计阶段就为保障工程顺利施工创造了有利条件[5] 。

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