福州奥体体育场工程建筑信息模型(BIM)关键技术研究

摘要

福州海峡奥林匹克体育中心项目主体育场总座椅数为59562座，属于特级特大型体育建筑。在项目初期规划时，提出了在本项目中应用BIM技术为项目的施工和运营方案服务。BIM项目实施采用团队协作方式进行。体育场应用BIM技术进行建模和模拟，在我国BIM施工应用中尚属首例，没有完整的相关资料可以参照。此次研究完成了奥体体育场的BIM建模、整体施工模拟以及基于BIM模型的看台区疏散模拟等关键技术研究。 BIM建模采用了Autodesk Revit2013，完成了建筑（含电梯）、钢结构、砼结构（不含钢筋）模型，电气和智能化的桥架模型，通风、空调、给排水、消防的管道模型以及主要的设备机房模型。论文探讨了奥体体育场建模BIM团队协作建模的管理环境建立、建模顺序、人员分工与协作方式、族库和样板准备、模型策划方案以及奥体体育场建模的主要技术难点和解决方法。论文提出了“手工借用”的协作方式、体育场模型的拆分方案、钢构模型的Revit间接建模方式、借用栏杆族进行线性重复构件优化等创新思路。 施工模拟采用了采用NavisWorks Manage2013的TimeLiner模块，并采用Project Professional2010建立模拟专用施工进度计划。本次研究完成了建筑、结构模型联合施工模拟。论文探讨了奥体体育场施工模拟的四阶段划分，模型的导出导入，构件集合的整理、附着，施工模拟的仿真参数等内容。论文提出了在建模和导出、导入模型时完成构件归集的创新工作思路，BIM模型与施工实际的区域划分不一致时的处理方法。 体育场看台疏散模拟模拟，是将BIM生成的看台模型导入Pathfinder2011进行疏散模拟。本次研究完成了上下看台区的六种类型分为三大区域进行的疏散模拟。论文探讨了BIM模型导入Pathfinder的尺寸单位、模型识别、模型修正，模拟的人员行为模式以及模拟参数设定等内容，并提出了两点Pathfinder用于模拟体育场看台疏散的软件改进意见。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 项目情况简介

1．1．2 BIM技术的概念及特点

1．1．3 BIM在施工及运营阶段的价值

1．2 BIM技术国内外应用发展概况

1．2．1 国外应用概况

1．2．2 国内应用概况

1．3 论文的主要内容与章节安排

第二章 应用BIM技术进行福州海峡奥体体育场建模研究

2．1 建立基础环境

2．1．1 硬件环境

2．1．2 软件环境

2．2 福州奥体主体育场BIM建模的管理环境

2．2．1 文件存储目录与命名规则

2．2．2 协同工作方式

2．3 福州奥体主体育场族库和样板文件的准备

2．3．1 砼结构族的准备

2．3．2 建筑装饰族的准备

2．3．3 钢结构族的准备

2．3．4 样板文件的制作

2．4 基于应用的建模前期策划

2．4．1 建模目标的确定

2．4．2 模型详细程度的确定

2．4．3 福州奥体主体育场建模的模型拆分

2．4．4 建模的顺序和人员分工

2．4．5 确定详细绘制方案

2．5 奥体体育场模型制作的技术难点

2．5．1 施工图的整理

2．5．2 总体轴网的创建

2．5．3 复杂幕墙的制作

2．5．4 复杂楼梯的处理

2．5．5 楼板的分层及边界

2．5．6 钢结构模型的制作

2．4．7 线性排列重复模型的优化

2．6 本章总结

第三章 应用BIM技术进行福州奥体体育场施工过程仿真研究

3．1 虚拟施工技术概述

3．1．1 四维施工仿真

3．1．2 基于BIM的虚拟施工技术

3．2 BIM与施工过程仿真软件结合

3．2．1 NavisWorks Manage

3．2．2 Microsoft Project

3．2．3 福州奥体主体育场施工模拟步骤

3．3 施工模拟的实施准备

3．3．1 施工模拟的阶段划分

3．3．2 建立Project计划项目

3．3．3 创建辅助模型

3．3．4 导出模型

3．3．5 导入模型

3．3．6 导入Project计划项目

3．3．7 集合整理与集合附着

3．4 整体施工模拟的实施

3．4．1 施工仿真方式

3．4．2 模拟的参数设置

3．4．3 仿真执行和结果导出

3．5 本章总结

第四章 基于BIM模型进行体育场看台疏散模拟研究

4．1 奥体体育场人员疏散特点和要求

4．1．1 奥体主体育场建筑的看台人员疏散特点

4．1．2 体育馆人员疏散的过程

4．1．3 体育场看台相关的规范

4．1．4 体育场人员疏散方式

4．1．5 安全疏散时间

4．2 多种疏散时间测算的方法对比

4．2．1 体育场疏散时间的手工估算方法

4．2．2 体育场疏散时间手工估算的局限性

4．2．3 非基于BIM的计算机疏散模拟方法

4．2．4 非基于BIM计算机模拟方法的局限性

4．3 疏散模拟模型的处理

4．3．1 模型的导出与导入

4．3．2 Pathfinder模型的识别和修正

4．3．3 人员的放置

4．3．4 分类型分区域模拟

4．4 疏散模拟的参数设定

4．4．1 人员行为模式

4．4．2 运动速度参数

4．4．3 计算更新频率

4．4．4 逃生路线的规划

4．5 奥体体育场看台疏散模拟结果

4．5．1 主席台区模拟结果

4．5．2 下部看台非主席台区模拟结果

4．5．3 上层看台模拟结果

4．6 模拟结果探讨

第五章 结论

5．1 奥体体育场团队协作BIM建模

5．2 奥体体育场施工模拟研究

5．3 奥体体育场疏散模拟

附录

附录A BIM建模结果

附录B 施工模拟结果

附录C 疏散模拟结果可视化输出

参考文献

致谢