由于工程的复杂性,涉及到很多专业领域的问题,全球首批三代核电AP1000依托项目采用模块化施工技术,可产生巨大的经济效益,但也对巨型模型的吊装施工提出了挑战。吊装施工往往需要进行三维动画模拟来规划施工方案。
BIM技术的运用
在这一案例中,BIM技术的运用体现在对模型数据的管理上,即基于IFC标准的模型数据库。可通过吊车BIM模型框架来看仿真平台模型数据库的内容。在仿真平台中,共涉及吊车和钢制安全壳体(环体)两个基本模型。每个模型除了几何形状表达外,由于平台功能的需要,还需要构件材料、截面形状、时间等重要属性。这些属性都可以在IFC标准中找到对应的实体。国内已经有不少关于BIM技术在施工模拟和施工管理方面的运用,施工过程是一个动态过程,时间维度非常重要,通常叫做“4D施工模拟。
对于施工技术人员来讲,直接运用3dsMax软件制作动画是一-个学习成本高而且效率低的做法。现在,由于BIM模型的引入,它本身可以包括制作动画所需要的空间坐标和时间两个重要变量,当用户通过本平台自带的施工规划功能简单地规划好吊车运动路径后,平台将自动计算相关的坐标和时间信息,并通过3dsMax的二次解发接口来导入数据渲染动画。对吊装施工过程几个危险状态的结构分析是保证施工安全的重要手段。结构分析最困难的部分在于根据实际工况准确地建立分析模型。这里的模型既包括三维几何模型,又包括有限元分析模型。由于BIM模型本身可以包括这些信息,所以只要能正确地解发出与有限元分析软件的接口,就可以方便快速地导出有限元分析文件来进行结构分析。对于Ansys软件来说,支持命令流操作,有完整的命令流规则,所以可以解发出BIM模型信息转换到Ansys命令流文件的接口来实现BIM结构分析信息到Ansys软件的传递;同时,Ansys产生的结果文件也可以解发相应的接口导入到BIM模型中,让BIM模型信息更丰富,以完成其他任务。
当然,上述仿真模拟平台只是在运用BIM模型进行數据库管理。实际在实现各个专业功能时,还是得依靠将BIM模型转换为相应的专业软件格式才能顺利进行。所以这个平台还是一个初级的BIM运用。只有当Ansys和3dsMax等专业软件都支持IFC标准,能以IFC格式模型文件来无障碍地在各个专业软件之间进行模型交换,而不需要中间人为的转换辅助手段,才能算.是真正实现了BIM的运用。显然,BIM能否在建筑工程中全面运用,现阶段来讲,很大程度上取决于各专业软件对IFC标准的支持程度。而目前市面上大多数常用的专业软件对IFC标准的支持程度是远远不够的。只有各BIM软件在导出IFC模型时,严格遵守IFC标准,尽可能导出可计算的几何模型,并导出除几何参数外的其他模型信息,BIM技术才可能在工程项目各个专业、各个阶段中全面运用。
本文作者:董骁( 船舶海洋与建筑工程学院)
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