BIM技术在体育场馆中的应用研究

1、 HYPERLINK /30831.html 拌BIM技术在体唉育场馆中的应用熬研究熬1、新加坡体育捌中心叭新加坡体育中心百项目作为专门为安热带地区设计的爱绿色、生态节能罢体育中心采用了碍BIM技术。新捌加坡体育中心定芭位为国际性比赛岸场所及大型商业罢娱乐中心，可容扮纳55000人安，需满足365奥天全年无休的运背营理念。这个项安目的设计构思是俺将多个体育场馆敖建筑共同搭建在摆一个统一的大平八台上，整个建筑敖群涵盖体育场、摆多功能体育馆和癌一个室内游泳馆蔼及水上娱乐中心懊。项目于201巴4年完工。作为芭目前跨度最大的版拱形屋顶，在减颁轻自重使得建筑隘形式得以实现的叭同时，节约用钢啊量也是评价一

2、个稗体育场馆设计是哎否合理的一项指板标。由于新加坡盎已经建立了BI埃M标准，因此其半在从设计到施工稗的整个过程需要隘遵守新加坡的B阿IM设计守则。把整个工程涉及多败个建筑单体的协百调工作，需要建俺立完整的施工管岸理制度。但最复癌杂的设计部分还瓣是体育中心的开背启屋顶，作为世矮界上最大的室内拌体育场馆，可开笆启屋顶部分设计拜复杂，同时还需隘要考虑到屋顶的爸灯光设计与屋顶澳运动所产生的技百术问题。BIM扒技术在此项目上百有以下优点：提绊供施工模型、专败业协调、自动形柏成准确剖面、进罢行碰撞检查及虚哀拟漫游。此外，班由于建立了建筑拌信息模型，可以癌更方便、快速地疤获得建筑性能分把析热能使用效率案及对

3、建筑整个生耙命周期的分析数傲据。新加坡体育安场是世界上采用袄公用建筑市场化搬运营方式（PP百P）设计建造的翱最大体育场。在摆PPP运营模式俺下，设计建造的凹部分由私营部门扮的合作伙伴设计般和制造基础设施澳，而在满足公共敖部门合作伙伴的扳规范前提下，整百体设计建造部分奥的价格往往是固捌定的。因此，对叭于负责此建筑设阿计的Arup公败司来说，使用B班IM进行体育场绊馆设计的益处很半多。Arup公扒司在新加坡体育摆中心设计中采用昂了达索公司CA矮TIA和盖里科懊技Digita芭lProjec耙t及MicrosoftOff败ice2007奥进行建筑设计。按CATIA3D扳模型可以通过E摆xcel200

4、埃7控制模型中的暗数据信息，帮助肮建筑师很快将结爱构反馈信息加入按到已有的建筑模罢型中，加快模型班修改速度，同时哎更新模型可以迅凹速反馈给其他相哀关专业设计人员爸。此外，针对可般能会重复设计同懊一类型建筑的情白况，可以创建一昂个设计资料库，扒当进行类似项目笆设计时可直接利柏用原有信息确定霸建筑场地、座位耙等基本信息，大挨大节省设计时间半，提高设计精确阿性。使用CAT拜IA及Digi霸talProj半ect的另外一皑个优点是，能够败在设计阶段确定柏幕墙的施工单位佰，使幕墙设计更伴早介入到整个建笆筑设计过程中，熬在设计后期，幕办墙公司就可以利奥用Arup公司芭提供的BIM模爱型加工幕墙，在疤提高设

5、计精度的摆同时，也节约现哀场加工的时间及伴人力成本。爱2、英杰华体育把场扳英杰华体育场也颁被称为“兰斯当八路体育馆”，位吧于爱尔兰的都柏佰林，于2010矮年启用，是爱尔柏兰境内唯一的欧阿洲足联五星级足阿球场。英杰华体澳育场为爱尔兰国胺家足球队主场球拔场，于2007搬年开始建造，2柏010年完工并捌启用，全坐席可坝容50000名爱观众同时观看比般赛。体育场的顶俺部设计为波浪形澳。岸由于体育场表皮板设计的复杂性及哀在限制条件下需埃要不断调整的要敖求，设计师开发皑出一种以使用B袄entley公班司软件GC建立昂的参数化模型为伴中心的协同工作稗方式。参数化的澳设计方式意味着捌体育场的几何形柏态可以通过

6、参数懊来控制，方案改绊变时不再需要手霸动修改和重建模翱型。氨1参数化方法的氨技术实现搬采用参数数据、俺静态几何体、G拔C脚本文件实现肮外围形式的3D参数化模型。参吧数或数值数据对癌应着从原始犀牛把模型中提取的表霸面控制点位置，般参数提取后存储盎在Excel电捌子表格中，数值安数据通过脚本代澳码输进GC中，碍复制原来的犀牛颁模型和自动更新懊原始数据点的任坝何变化。方案组昂创造出一个基于按控制曲线的图形版操作系统，以便挨轻松控制模型整罢体形状，同时将爸原始模型进一步半完善，进而确定挨整体的几何形状扒。控制系统与附按加的全局限制因拌素相结合形成表半皮的最终形态，阿然后再解决与体碍育场核心部分的扒冲突

7、。外层表皮袄和结构的几何定胺义出发点是控制搬屋顶第三层结构斑元素位置的垂直班平面阵列，平面袄定位于参数化控案制的路径曲线和氨体育场径向结构案网格的交点。结蔼构支架定义在每耙对平面之间。对艾于一个有着独特安界面的外壳来说氨，每个平面都是吧一个空间参照物扒，之后它被提取八并转换成二位截袄面图。斑2结构分析与反芭馈安在设计的发展过邦程中，体育场外芭围护的建筑模型岸要经过多次反复捌修改，因此有必奥要建立一个关于按设计意图的有效奥交流机制。项目癌最具挑战性的方坝面之一就是将工挨程分析纳入参数背化工作流程中。矮为此，采用C#案语言通过其应用胺程序编程接口（鞍API）扩展了扳GC的内部功能啊而编写出一个支隘

8、持参数模型和结颁构分析软件的集霸成的自定义应用半程序，能将GC敖参数模型信息直稗接传输到结构分邦析软件中。程序邦自动指定模型中奥的每个结构元素哀截面尺寸。完全绊参数化的系统能捌够根据建筑师主案导的原则和初始爱概念机构生成整阿体体育场屋顶结按构模型，还能自坝动生成准备用于捌分析的数据文件隘，不需要人工干哎预。3外壳细部设计矮表层设计由紧随奥体育场外壳曲率摆的聚碳酸酯百叶摆板阵列组成。表袄层的初始设计在肮GC中让面板组百建沿着边界层表叭皮参数化生成。啊面板宽度不变，般长度在面板制造疤商的限定长度中熬可变。以这种方爸式，每块面板的蔼走向和尺寸都由挨软件自动调整，癌以适应外壳的曲凹率变化。由于覆隘盖层

9、模型尺寸过大及所需组件数俺量巨多，试图建稗立整个体育场外胺壳的完全参数模邦型很不现实，因靶此采用拆分策略霸解决这一问题。办把整个体育场外俺壳（主模型）拆八分成小的子模型艾，并将附着在第隘三级桁架上的结拔构支撑定位四层版板宽。以这种方板式，超大尺寸参隘数模型处理困难哎的问题通过切分奥成小的可管理部瓣分而得以解决。后评价矮在结构设计方面岸，通过自定义集扳成的参数化模型芭和结构分析的应白用，可以解决复扳杂模型搭建与修澳改时用人工处理费时易出错的问癌题。设计分析反摆馈周期大幅缩减昂，体现出开发此邦自定义应用程序般的效果。霸在建筑方面，运隘用参数化模型受佰益匪浅。通过详盎细的生成和测试扒所有候选方案实笆

10、现了外壳面层的半设计目标。通过翱参数化模型及其扳支持的建筑师和版制造商之间的合斑作，使得高工程芭价值的面层系统埃得以优化生产并柏以低成本安装。瓣3、Avia体般育场巴Avia体育场摆建成于2010瓣年，可容纳50背000人，由擅肮长体育建筑设计靶的Populo蔼us（前身HO按KSport公捌司）完成，是第白一座完全依靠参暗数化设计手段完办成的体育场馆。艾整个设计希望成疤为当地的标志性版建筑，同时建筑瓣本身又要与周边疤环境相融合。柏Avia体育场稗设计采用一个自坝由的曲线形态，绊应用Bentl吧ey公司的GC邦软件进行设计，唉采用多方案比较半方法获得对周边唉环境遮挡最少的碍形体。此外，采颁用透

11、明材料表皮肮，以获得更多阳爱光，使得建筑本把身能够更好地融拔合于周边环境中疤。设计试图将屋坝顶结构和建筑立斑面组成一个完整柏形体，并包裹在耙主体结构外面，肮打破传统体育场斑馆屋面结构与外稗立面分离的设计拜方法。整个设计方案建立的过程佰是：首先在Rh绊ino建立3D疤模型，利用3D艾模型快速建立形拌体并获得最适合耙的平面形态。一凹旦这个形式得到半认可，就会在G背C里建立一个基背本模型，再通过叭在Rhino中肮得到的数据导入鞍生成GC脚本，挨并由此脚本生成伴新的模型。而在板GC中生成的模耙型具有很强的可板修改性，由结构爸工程师进行优化搬，并将结构设计版数据导入模型。袄这样在同一个模按型中，建筑师负

12、拜责表皮和建筑形般态设计，而结构耙工程师则在这个啊模型上面对结构岸构件尺寸和位置班进行调整。这时奥所有参数的调整盎、模型的信息都颁存储在一个Ex鞍cel表格里。百结构工程师只需安将调整好的数据搬输入，建筑师所半使用的模型就会肮及时得到更新。扳同时，幕墙顾问哀公司和建筑师通啊过统一的建筑模矮型进行研究，分埃析实际建造中有安关幕墙板材尺寸背的问题，并在S扒olidWor安k中以原模型的扳结构中心线作为捌基础，建立更为叭细致的幕墙节点耙模型，并再次对搬幕墙设计进行优熬化。正是通过对瓣参数模型的分析稗，计算出体育场拔幕墙最小厚度不岸是设计时选择的氨8mm厚聚碳酸俺酯板，而可以采肮用3mm厚聚碳唉酸酯板

13、代替，这拌样整体屋顶材料挨的质量可以从2扮00t减少到8般0t，从而使材稗料的造价成本降熬低到原来的60般%。通过应用参奥数化设计及BI邦M技术，Avi稗a体育场项目最昂终节约了约35叭0万美金。安此外，通过建立霸BIM模型，还靶可以对Avia扳体育场进行能源鞍分析，进而实现百节能、建设环境氨友好型体育场馆捌的设计目标。对八于分工明确的国佰外事务所来说，哎通过参数信息化凹模型可以更好促芭进跨公司间的合胺作，这也是BI半M技术加快设计叭、协调合作的一个原因。在整个拌模型的设计过程瓣中，建筑师起到板统领整个设计过耙程的作用。建成斑的建筑信息模型拌除了具备整个建耙筑的全部信息，把在施工阶段有关吧建筑

14、立面板材加岸工和定位都可以柏在此信息模型中白进行修改，大大昂节约了现场加工颁的人力与物力成板本。五、质量要求案混凝土砌块施工罢质量要求应符合把砌体工程施工矮质量验收规范稗(碍GB50203岸-2002霸)背的规定。项序检查项目允许偏差或允许值主控项目1砌块强度等级设计要求A3.52砂浆强度等级设计要求M53砌筑留搓第6.2.3条4水平灰缝饱满度80%5竖向灰缝饱满度80%6轴线位移10mm7垂直度小于等于3m5mm大于3m10mm一般项目1水平灰缝厚度竖向宽度812mm2基础顶面和楼面标高15mm3表面平整度清水：5mm 混水：8mm4门窗洞口5mm5窗口位移20mm6水平灰缝平直度 清水：7

15、mm 混水：10mm六、工艺流程斑墙体放肮线拔叭制备砂安浆斑蔼砌块排班列挨斑铺砂扒浆伴蔼砌块就啊位熬扮校拔正摆哎砌筑镶肮砖皑耙勒缝七、操作工艺佰墙体放碍线坝:盎砌体施工前熬，俺应将基础面或楼佰层结构面按标高罢找平氨，坝依据砌筑图放出拔第一皮砌块的轴暗线、砌体边线和阿洞口线。搬1般、拌制砌筑砂浆般：霸现场采用砂浆搅败拌机拌合砂浆扒，奥严格按照配合比邦配制。哎2唉、砂浆配合比用般重量比背，哀计量精度为癌：瓣水背泥挨捌2%把、砂及掺合氨料败败5%扒。俺3敖、砂浆组批原则皑及取样规定叭：疤以同一砂浆强度安等级芭，暗同一配合比柏，隘同种原材料每一把楼层或懊250m扳3吧砌体疤(背基础砌体可按一扒个楼层计

16、败)板为一个取样单位捌，肮每取样单位标准柏养护试块的留置般不得少于一组肮(耙每颁组拔3拜块斑)霸。颁干拌砂浆：同强吧度等级每凹400t暗为一验收批芭，爸不足凹400t霸也按一批计。每案批跋从拌2爱0摆个以上的不同部阿位取等量样品。隘总质量不少于把15k胺g罢，背分成两份熬，伴一份送试伴，爱一份备用。昂建筑地面用水泥昂砂浆半，傲以每一层或芭1000m肮2敖为一检验批肮，八不足办1000m挨2败也按一批计。每爸批砂浆至少取样爸一组。当改变配疤合比时也应相应笆地留置试块。跋4敖、搅拌机投料顺疤序昂：板砂瓣盎水般泥邦案掺合矮料拔搬水。5昂、砌块排列般：翱按砌块排列图在哎砌体线范围内分爸块定尺、画线、氨

17、排列砌块的方法绊和要求如下：凹6阿、砌块排列上、摆下皮应错缝搭砌扮，蔼蒸压加气混凝土靶切块搭接长度不扳小于砌块长度的奥l扒/按3巴，竖向通缝不能八大于两匹。拜7氨、内外墙长度大柏于扮5氨M氨的单片墙和内外柏墙交接处设构造霸柱。摆8癌、当砌体填充墙摆高度大鞍于拌4霸m昂时应设钢筋混凝敖土圈埃梁傲.胺作法爱为扳:翱一内墙门洞上设翱一癌道皑,艾兼作过半梁傲,斑外墙窗及窗顶处盎各设一熬道耙,笆内墙圈梁宽度同伴墙搬厚罢,伴高翱度般120mm.癌 案外墙圈梁宽度见绊建筑墙身剖面奥图笆,半高霸度澳180mm扮.颁圈梁宽隘度肮b240m般m凹时，配筋上下笆各爱2八凹1叭4奥，蔼6八霸200哎箍癌.隘 拔圈梁兼

18、作过梁耙时柏,隘应在洞口上方按捌过梁要求确定截啊面并另加钢岸筋敖.按当墙高大盎于般7懊m佰时，在门窗洞口盎顶及墙顶向笆下傲2.5扒m哎处各设一道圈梁跋，圈梁宽同墙宽埃，扳高啊18叭0疤，配筋上下敖各斑2皑袄1肮4绊，靶6吧懊200扳箍。摆9笆、蒸压加气混凝懊土块水平缝宜扳为芭1.5c阿m皑左右，垂直缝在柏宜跋为跋2cm澳。爸1邦0拌、砌块就位与校霸正靶：白普通混凝土小型扮砌块不宜浇水；绊当天气干燥炎热哎时白，稗可在砌块上稍加佰喷水润湿。轻集啊料混凝土小砌块瓣施工前可洒水敖，啊但不宜过多。龄袄期不足巴28d凹及潮湿的小砌块傲不得进行砌筑。凹应采用主规格小把砌块岸，拌小砌块的强度等盎级应符合设计要

19、啊求爱，盎并应清除砌块表疤面的杂物后方可凹吊运就位。砌筑懊就位应先远后近扳、先下后上、先蔼外后内；每层开矮始时挨，艾应从转角处或定般位砌块处开始；疤应吊砌一皮、校肮正一皮绊，澳墙皮拉线控制砌袄体标高和墙面平背整度。癌1搬1胺、砌筑墙体要同柏时砌起疤，凹不得留斜磋。每碍天砌筑高度不超稗过版1.8m肮。蔼1斑2扳、转角及交接处碍同时砌筑败，把不得留直磋埃，哎斜搓水平投影不熬应小于高度的芭2/3耙。袄八、成品保护措矮施傲1拔、砌体材料运输八、装卸过程中严埃禁抛掷和倾倒。半进场后肮，啊要按品种、规格白分别堆放整齐奥，扒作好标识澳，跋堆放高度不能超案过拜2m挨。鞍2霸、砌体墙上不得罢放脚手架排木捌，挨防止发生事故。颁3伴、砌体在墙上支柏撑圈梁模板时安，艾防止撞动最上一坝皮砖。扒4爱、支完模板后巴，隘保持模内清洁唉，叭防止掉入砖头、颁石子、木屑等杂唉物。懊5碍、墙体的拉结钢耙筋、框架结构柱奥预留锚固筋及各袄种预埋件、各种班预埋管线等按，邦均要