土木工程毕业设计开题报告.docx

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1、河北工程大学本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目基于BIM技术的3#工程4D施工方案（施工过程）模拟姓名杨恩广班级土木1204班学院土木工程学院学号120320430专业土木工程指导教师崔邯龙一、课题来源（背景）B1M技术正在推动着建筑工程设计、建造、运维管理等多方面的变革，作为一种新的技能，有着越来越大的社会需求，正在成为我国就业中的新亮点。学生是BIM技术的后备军、未来的生力军，是BIM技术应用和发展的希望所在。基于BIM技术的3#工程4D施工方案模拟毕业设计是利用有关软件进行某工程3D模型的建立、模板工程施工方案的编制及其在B1M模型中的实现等，使学生能够熟练掌握B1M相关

2、软件的建模和碰撞检查、模拟施工等流程，加深学生对B1M整体认识，着重培养学生的综合运用能力，培养一批具备BIM操作能力的人才。为培养学生综合运用本专业基础理论、基本知识和基本技能分析解决实际问题能力的一个重要环节，是本专业各个教学环节的续深化和检验。通过毕业设计使学生充分利用所学的专业知识，纵横结合，理联系实际，独立开展工作，完成设计任务书所规定的任务。二、选题意义建筑企业现阶段面临机遇和挑战并存。工程实施的管控需从粗放型管理模式向精细化管理模式转变，而所有精细化管理的基础就是数据。BIM作为一项新技术，正是生产数据、展示数据（建模阶段）和管理数据、分析数据（用模管模阶段）的核心管理手段。建模

3、阶段是基础数据的形成，这个数据必须精准，实现电脑的虚拟三维设计，与工程实际发生数据有较高匹配度。而用模管模阶段，就是基础数据的再加工、再管理，每个建筑企业根据自身的过程管控方式、管理流程来使用分析上述数据，指导工程实体建造中的各个生产环节，并最终达成项目的经营指标，用数据完成工程全生命周期的所有活动。建筑企业通过B1M用数据的方式和内容来管理企业、管理项目，就是助力建筑企业转型升级的抓手。BIM实现了三维图形、成本及时间的结合，革命性地为建筑项目创造了新的工作模式，整合建筑项目的虚拟建造过程和实体建造过程，功能覆盖整个项目生命周期管理的不同阶段。B1M的应用可减少项目成本高达30%,缩短至少2

4、0%的项目交付时间，有助于降低返工、冲突和错误等项目风险，通过减低成本、时间和风险来增加利润。B1M应用通过高质量的项目可视化和项目虚拟，实现虚拟和实体的结合。而统一和透明的信息能有效促进团队之间更好的沟通与合作，在唯一的监控平台和数据库里，更好地管理一个或多个建筑项目，从而达到增值。对于项目管理层一快速按照需求统计工程量，如统计某一区域的工程量，统计某一天已完成的工程量等。通过将三维模型与管理系统数据集成，提供一个简洁统一的门户界面，以直观的展示工程数据，便于操作。通过采用5D进度模拟及对实际项目进度进行可视化监督，为管理人员提供精确直观的实时数据以供决策参考。通过对设计和施工进行主动式的进

5、度安排和进度监督，以实现工程设计、收益收取和建设阶段的设计一体化，提升项目整体效率。对于建筑层面一一降低人为错误，减少重复工作，基于理想化的施工顺序进行工作包优先级的定义，从而可以敦促工程设计公司和制造商根据计划来提交建筑图和材料，避免延误工期，通过对工作现场原材料进行整体可视化监督，可以缩短工程进度“滞后时间”，实现资源利用的最大化。在施工之前进行虚拟模型的问题识别和问题解决，可以大大减少返工现象。通过虚拟设计优化项目进度，加大监管力度，确保数据的真实性和可靠性。协调实际场地工作和设计系统工作，并最优化其转化过程。在不增加项目风险的同时，提高员工工作效率，减少材料库存开支，减少工作量。利用工

6、程设计数据，通过对劳动力和成本进行自动的、详细的、准确的预计，从而降低项目风险，提高建筑质量和建筑安全系数，降低与材料采购和按建筑文件建筑有关的成本并缩短时间，减少收集、处理、定位项目信息所需的成本和时间，从而增加项目内容分析的时间，并可通过在各IT系统中获取的有效工程数据源，从而避免高代价的失误。通过工作包优化建筑，减少现场时间的浪费，提高生产力，缩短工期，从而降低了人工费用，在工作包当中引入定额信息能够合理分配人力资源，减少工时的浪费，通过与材料系统的整合加大了对现场材料的监管力度，减少现场材料的丢失，监督并追踪项目建筑材料购买和装配过程中的材料消耗。按日对管道安装进度进行可视化监督，从而

7、将人力资源派往有原材料的目标建筑现场，监测材料的有效性。对项目参与人员来讲可以在任何时间、地点，用任何工具打开图纸工作。设计人员与建筑人员之间文件数据能实现方便地互相流通，文件的快速查找，全文检索都不再是问题，工作人员可应用iPad等移动设备工作。随着BIM技术应用的深入，建筑企业会加强对各个项目的管控力度，将项目部的管理力量与技术力量往企业总部集中，往类似于EPC的方向发展。同时，建筑企业还需要建立一套机制，从企业供应链管理的角度，管理好专业分包与劳务分包队伍。随着BIM概念在行业内的不断深入，企业对BIM的重视程度也日益提高。如果我们能够提前学习B1M的相关知识，掌握工具的使用，不言而喻就

8、会领先其他人，为我们创造更多的机会。住房城乡建设部副部长易军，在第14届中国国际工程项目管理峰会上指出：“企业要多关注引入B1M技术，实现产品全过程管理，特别是运维服务。谁掌握了BIM技术，谁就赢得未来！”通过本课题的研究，建立整体的BIM模型，对施工场地进行科学的三维立体规划，包括生活区、钢筋加工区、材料仓库、现场材料堆放场地、现场道路等的布置，可以直观的反映施工现场情况，减少施工用地、保证现场运输道路畅通、方便施工人员的管理，有效避免二次搬运及事故的发生。运用BIM技术对施工场地模型进行动态模拟，发现施工场地布置方案的不足并改进，为类似工程提供一些参考建议。三、文献综述计算机的推广应用，给

9、结构设计带来革命性进步，可划分为两个阶段：上世纪80年代开始的第1次结构设计革命，通过CAD应用甩掉图板。在甩掉图板的同时也带来新的问题，虽然扔掉了画笔，换成了鼠标，但设计人员的手累成了“鼠标手”；2000年开始的第2次结构设计革命，通过B1M技术的应用，将甩掉AUtOCAD手工绘图。未来真正实现了BIM,结构就不用画图了。目前大部分设计单位年人均产值在3040万左右，虽然属于技术密集型行业，但设计行业的效率已处于比较低的水平，通过提升技术手段以提高设计效率成了当务之急，正是有了这样的需求才能推动BIM设计技术的发展。1、BIM建筑结构设计流程将来全面实现BIM后，设计单位的专业分工有很大不同

10、，比如，整个设计单位只设一个专门的建模部门，建筑专业只管设计，结构只管计算，施工图是自动生成的。但目前实现这一目标还有困难，不只是专业协同上的问题，计算机软硬件发展也还达不到要求，全面实现B1M离不开真三维设计，三维设计中64位系统和16G内存为最低配置，CPU运行速度还需要提高10倍。因此，BIM的发展需要分两个阶段实现：在现有的设计过程和软件基础上,实现结构信息的一体化，甩掉AUtOCAD手工绘图；等软硬件条件成熟后全面实现BIM0第1阶段的设计过程：从结构模型开始沿图1中实心箭头的过程，包括：a）结构模型到结构计算，确定结构方案；b）生成模板图，修改后自动更新结构模型；再经过计算，自动生

11、成施工图；c）准确的结构模型传给Revit用于碰撞检查。第2阶段的设计过程：从建筑三维模型开始的结构设计过程。BIM设计技术的应用是一个复杂的系统工程，本文针对建筑结构设计提出在当前软硬件条件下，实用的应用流程是BIM发展的关键，为实现B1M应用流程，要解决AUtoCAD自动成图和Revit转换接口这两个关键技术。AutoCAD自动成图技术提高结构设计效率的关键是实现AUtoCAD自动成图，代替根据计算结果采用AUtoCAD手工绘图，这也是结构设计专业采用B1M技术的最大动力。目前大多数设计人员采用AutoCAD手工绘制结构施工图，在施工图阶段花费了大量时间，已经成为设计的瓶颈，要彻底解决此问

12、题，唯一的方法是变手工绘图为自动成图，因此基于AUtOCAD的结构施工图自动成图技术的研究是当务之急。结构施工图自动生成的实现要求设计软件开发出快速成图和联动修改这两个重要功能。AkinCieta1曾在其研究中对空间冲突进行分类研究，包括设计冲突、安全危险冲突、损坏冲突以及拥挤四类，且空间需求的变化是会随着时间的变化而变化的。随着中国建筑行业的转型和升级，作为覆盖建筑全生命周期的数字信息平台，BIM的实用性和优势正在被更多的使用者所认同。任何一种新技术只有应用才能真正地创造价值。根据最新行业调研报告显示，2014年已经有超过10%的业主方、50%以上的项目应用BIM技术；67%的施工企业已经在

13、项目中尝试BIM技术；已经建立或计划建立BIM中心的企业超过72%；在已经建立BIM中心的企业中，B1M团队成员超过10人的占比52%以上。由此，尽管还存在众多挑战，但在2015年，BIM应用将有更多相关实践落地。不少从业者对BIM的理解还停留在软件、技术的层面，但是B1M实际上是建筑行业的一场科技革命：“B”意味着建筑的全生命周期，还包括地上、地下城市级的三维信息协同；“I”，是指覆盖建筑全生命周期的数字信息，过去一些软件也能实现三维可视，但是并不包含信息；则是信息创建、管理、移动、消费的全过程。他表示。设计师在前期做设计的时候，把信息加到模型中，除了提高设计质量外，还能把这些信息带到施工阶

14、段和运维阶段来应用。其实这是即将带来建筑革命的一个方面，因为将来在运维阶段、施工阶段都可以使用这些信息,而且可以反复利用，包括在建筑的改造、维修、检修等一系列的运营维护中。BIM的最大价值就在于信息化和协同管理。在住宅产业化领域，如果能将构件、模块甚至部品的信息汇集到BIM中，同时进行三维条件下的模拟装配、预埋件、错漏碰缺，就能将设计、协同管理、施工等环节打通，实现全产业链的信息集成。三、设计任务（研究内容）利用revit创建工程建筑、结构模型。利用revit或其他软件创建模板工程施工方案。利用autodesknavisworks软件对已建好的模型及方案进行碰撞检查、3D实时漫游以及4D模拟施

15、工。四、进度计划时间详细内容备注第三周第四周邯郸市内实习，收集毕业设计相关资料。第五周外出实习，收集毕业设计相关资料。第六周开会布置任务、安排，进行分组。学生收集资料，熟悉软件。第七周利用revit软件创建工程建筑模型。第八周利用revit软件创建工程结构模型。第九周利用revit软件创建工程结构模型。第十周利用autodesknavisworks软件碰撞检查。第十一周编制工程施工方案，创建模板工程模型。第十二周创建三维模板工程模型第十三周编制工程施工进度计划。第十四周利用autodesknavisworks结合实际的施工进度进行4D模拟施工。第十五周整理资料，进行装订，准备答辩。第十六周进行毕业答辩。五、参考文献（10篇左右，含1篇以上外文文献）1、何关培.中国工程建设BIM应用研究报告2011解析J.土建筑工程信息技术,2012,4（1）:15-21.2、何关培.我国BIM发展战略和模式探讨（一）J.土木建筑工程信息枝术,2011,3(2):114-118.3、刘献伟,高洪刚,王续胜.施工领域BIM应用价值和实施思路J.施工技术，2012,41(377):84-86.4、张建平、王洪钧.建筑施工4D+模型与4D项目管理系统的研究J.土木工程学报,2003,36(3)：70-785、张建平，曹铭，张洋.基于IFC标准和工程信息模型的建筑施工4D管