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摘要：水利工程是一项集建筑、地质、能源、水文以及生态等多专业交叉应用的复杂项目，在具体的设计过程中，需要进行多方面的信息沟通与共享，尤其是施工管理和工程技术两者之间的有效协调。传统的水利工程设计是基于CAD技术，不能很好地实现信息共享，且难以与成本、进度等项目管理对接。BIM技术是新兴的集成了3D建模+4D施工组织设计管理的建筑信息建模系统，相比传统CAD具有可视化、时序化、集成化的仿真模拟效果。本文首先介绍BIM技术的应用优势，进一步分析BIM技术的具体仿真应用及注意要点。
关键词：BIM技术；可视化；水利工程；设计仿真
1、BIM技术的应用优势
1.1、提高设计效率，争得方案设计主动权
项目方案设计阶段即讲求经济性同时又强调时效性，可以借助BIM技术的体量、族等设计手段快速、准确地生成项目简易模型，并借助BIM技术的环境设置工具，生成不同方案的环境构型、漫游体验、三维展示等表达手段，即时、高效、快捷地表达设计理念，提高效率，在方案规划阶段就争得建设单位的青睐，从而取得方案设计的主动权。
1.2、调整设计工作重心
根据相关调查研究显示，建设项目传统CAD二维平面设计工作的重心在施工图阶段，一般占整个建设项目设计工作量的50%以上，且由于项建书、工可及初步设计阶段设计工作的协同程度较低，往往导致施工图阶段变更频出、预算不平衡等。BIM技术则与传统CAD二维平面设计过程相反，它将设计关口前移，使得工可、初设阶段的工作量比重上升，在减轻施工图阶段工作量的同时，提高了设计精度和质量，回归了设计工作的本来面目。
1.3、整合资源，协同创新
传统CAD二维平面设计也可以实现不同专业间的协同设计，但是其协同程度亦被限制在二维平面，作为外部参照的外专业图纸仍以平面图纸的形式进行协同，智能化程度较低。BIM技术层面的协同设计，是以各专业协同建立的三维可视化模型为基础的协同设计，各项目参与方可以实时向数据库上传设计计划、参数数据等，数据库将实时更新，将最新的设计成果以三维模型的形式整合、呈现在每一位设计人员面前，实现真正意义上的“所见即所得，无缝协同”，整合资源，极大地提高设计质量，减少设计误差。
1.4、提高企业的市场竟争力
BIM技术作为一种全新的设计理念和应用技术，涉及工程建设领域规划、设计、建造、运维等一系列创新和变革，是未来工程建设领域信息化的又一次技术革命。设计企业作为工程建设领域的中坚力量，其信息化技术水平决定着企业参与日益激烈的市场竞争的能力，设计企业推广和应用BIM技术不仅能大幅度提升企业自身信息化水平，响应国家和地方对数字城市规划和建设的需求，同时能缩短设计周期，减少设计误差，进一步提升设计质量，增强企业竟争力。
2、可视化BIM水利工程设计仿真应用
2.1、水利工程CAD建模应用
BIM中的仿真设计中，首先是建立水利工程的可视化工程模型。水利工程的BIM三维建模主要包括以下几个方面：大坝总体结构的建模，如图1所示；水利机电设备的建模，如图2所示。
在CAD应用中，要注意以下2点：
（1）统一三维建模标准。由于水利工程分工精细，工程比较大，不同的供应商和设计单位所采用的三维建模标准往往不同。为了提高设计效率，项目部应制定统一的三维建模标准，通知项目参与方。
（2）明确图纸的有效性。在水利工程设计过程中，总是难免会发生一些设计变更，可能是建筑面积也可能是机电设备。因此，图纸和模型必须保证有效性，不论参与方设计的图纸应以哪个版本的项目统一发布，以图纸为准，不得变更。
2.2、地形处理仿真应用
BIM系统中地形处理仿真通常情况下都是采用Civil3D等软件处理，不仅可以创建三维的地形曲面，而且还赋予地形地质的特征，同时还可以将河流、山川、植被等数据直接赋予实体模型。
除此之外，Civil3D还可以在地形曲面上进行土方工程的明挖基坑与放坡、渠道、施工道路设计等操作，并且还可以计算土方量并生成土方施工图，进一步输出土方量的计算表。
在建筑的三维设计、土方计算过程中，应该注意的是，可直接用于填土工程中填方量的挖掘和回填开挖部位的设计和布置，这对土石方工程造价控制有很大的影响。
2.3、建筑施工结构仿真应用
BIM还集成了过程仿真模块的结构，常见的Revit软件，主要用于建筑结构加固、建筑设备建模、结构和布局。Revit软件可以给三维模型的各种建筑材料，如钢结构、现浇混凝土、预制混凝土、砖和其他类型。对于混凝土结构加固设计，可以直接利用已有的三维模型，选择不同类型的钢筋进入施工补强模型，进行后续施工进度模拟。
当使用Revit工程结构设计计算中，应该注意对材料性能的设计和强度设计的负载的定义。相比其他专业的结构设计软件PKPM，Revit的作用更多的是体现在功能和建筑设计，所以正式审查的强度计算报告应当由专业结构力学分析软件和Revit的计算结果比较。
2.4、施工方案布置展示仿真
BIM系统一般还配备有瞄准软件，可用于虚拟环境中快速布置建筑物、设备、地形等模型。该模型可以快速引入上述模块和虚拟布局，由Revit模块建立了混凝土结构施工的不同时期，也可以设置为开展对施工各阶段的施工。
在应用AIM模块快速部署施工图时，应注意不同施工现场文件的分类和定时管理。BIM 4D施工管理除了3D之外的前四个参数是时间，对于实施BIM的实施进度是一个非常重要的功能，所以在目标设计时要慎重处理。
总之，BIM三维建筑信息模型是建筑工程设计行业发展中一项非常重要的关键技术。它在信息数据、数据建模和模型泛化中起着重要作用。水利工程逐步应用BIM技术。实际应用表明，BIM技术可应用于施工现场施工技术优势的施工，促进施工精度的施工，有效地提高施工效率。同时，将BIM技术应用于电力异型结构的施工中，可以有效地降低工程造价，提高施工效率和质量。
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论文作者:周勇军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/3
标签：建模论文; 技术论文; 模型论文; 水利工程论文; 土方论文; 施工图论文; 图纸论文; 《基层建设》2017年第21期论文;