BIM技术在复杂结构施工中的应用方案

==================================================================作为中国建筑股份有限公司的骨干成员企业集团,中国建筑第七工程局有限公司(以下简称“中建七局”)历来重视科技工作，以“支撑发展、引领未来”为中心，通过“科技研发和科技服务”两大体系,实现绿色七局、智能七局和建筑工业化。近年来，随并在一些重大工程中得以成功应用.BIM只有与项目管理结合才能更好的服务于项目，服务于企业的整体运行。为此，中，桥梁、暖通,要形成三大职能综合业务能力，即三维建模、施工模拟、管线碰撞检查。在软硬件建设方面，购置了服务器、图形工作站，集中采购了相应的软件产品。经过对BIM的深入研究及推行,BIM技术在中建七局逐渐进入应用阶段,在福州奥体中心、周口广播电视塔项目中均得到了成功应用。BIM技术在福州奥体中心的应用福州海峡奥林匹克体育中心是第八届全国城市运动会的主赛场，“一场三馆”(主体育场、游泳馆、综合体育馆、网球馆),为特级大型体育场馆，总投资约30亿元，是福建省规模最大的体育中心(见图1)。==================================================================该项目有三大突出难点，一是“无”——钢罩棚网架结构“无主次”杆件之分，是目构“第一弯”，每个吊装单元网架安装时均呈现附加弯矩，为“第二弯";三是“多”——铸钢节点多、相贯线多、网格单元多、整体卸载点多、使用设备多、节点支腿多.针对工程特点和难点分布，BIM技术在仿真施工模拟、模型漫游、碰撞检查、构件信息查询、复杂节点优化、技术交底等方面得到充分应用。通过建立BIM模型进行4D仿真施工模拟,可以更准确有序地安排施工进度计划,有效控制各作业区的工序搭接(见图2,3)。4D模拟施工图2==================================================================模型漫游。在传统施工中是无法展示视点效果的,也不能直观评估设备布局，无法感如图4所示，该处为贵宾室，传统方法无法模拟房间视野范围及视点处可视度,通过模型漫在直观评估设备布局环节，如图5所示，该处为设备间,传统方法无法模拟设备空间布局，通过模型漫游可直观较全面地评估机房设备空间布局.在建筑布置环节，传统方式无法进行告位置进行漫游体验,能提高交付的准确性。==================================================================碰撞检查。传统施工中的碰撞问题,只能通过各专业协调依次进行,人工参与程度高，需要多次反复协调，对人员的专业技能要求也高。而基于BIM模型的碰撞检查，可以分组、分专业构建建筑、结构、机电等BIM模型，实现各专业模型整合,生成碰撞冲突检测报告，根据基于BIM技术的设备管线协调方案，可以有效提高不同专业间的协作水平，减少设计过程中的失误。与传统方法相比提高了工作效率,但在检查碰撞时计算机有时会把设备之间的连接误判为碰撞,由于计算机本身还无法判断碰撞真假，还需要人为对报告进行审核，进而得出修改意见。解决此问题需要进一步研究如何细化建筑中的碰撞类型,增加碰撞的判断条件，提高计算机处理问题的智能水平.构件信息查询。福州奥体中心工程信息分散，共享性差,二维图纸信息读取难，信息更新周期慢。通过模型+信息的方式，把项目相关信息融入模型中，通过navisworks转存为dwf、dwg等施工现场通用格式,加强信息集中度,便于现场随时、随地高效的调用信息，为现场施工指导、编制材料进度计划、工程算量以及后期运营维护提供支持，最大程度支撑了项目生产经营。复杂节点优化。福州奥体中心工程中有大量柱截面为圆形的“Y”形柱，钢筋密集振捣难,且斜柱插筋空间不足。通过建立模型+虚拟施工的方法，找到三种解决方案:一是将柱截位置。组织现场经验丰富的工人和技术人员对三种方案进行分析，最后在方案一、二的基础上实行方案三。针对方案三进行深化设计,最终形成图6所示设计方案。====================================================================================================================================技术交底。技术交底既是对图纸的审核和检查，又是学习和熟悉操作规程的过程,但由于语言描述抽象、沟通机制以及双方理解能力的差异，技术交底也存在难点。模型+虚拟施工的方式，通过三维可视化模型，可实现交流、建筑信息的无损传递;视频交底能有效工程量统计.BIM的应用便于信息集成,可高效、快捷提取，实现关联性模型修改工程BIM技术在周口广播电视塔的应用57米,是国内首座采用双曲抛物面造型的全钢全螺栓连接的空间桁架结构电视塔(见图7)，==================================================================方形,塔楼为圆形，符合中国传统的“天圆地方”学说,体现道家天人合一思想。项目BIM小组组成的BIM应用团队，着手进行建模范围、建模标准、文件管理工作，随后土建专业、结构专业、暖通专业、给排水专业、电气专业根据标高划分区域，进行模型整合优化、碰撞检查和仿真施工模拟。钢结构制作。外塔立柱、法兰盘连接及复杂节点均采用了三维模型.该工程外塔立柱造型独特,整体呈“蛮腰”状，柱肢由下至上双向弯曲，多角度、多截面，保证弯曲弧度的准确率是制作过程中的重点和难点.利用TeklaStructures软件进行三维建模，对结构进行二次深化设计，在塔体建模过程中进一步确定各构件的尺寸及弯曲弧度等,并利用软件功能对准确率进==================================================================行了验证。钢结构设计采用法兰盘制作连接(见图8)，法兰盘的精度直接影响现场安装的质量、进度和整体工程的质量，利用TeklaStructures软件进行三维建模，对结构进行二次深化设计,利用软件功能直接生成钢构件的零部件图及组装图纸、平面定位及立面安装等安装图纸，以指导钢结构制作及现场安装。结构造型决定构件连接的复杂性,结构节点复杂，应力集中，建模时确定构件尺寸，发现并解决构件间相碰、打架、安装死角、尺寸错误等问题。该软件允许多个用户对同一模型同时完成细部设计、零构件图纸的产生及编辑等操作，解决构件采用多角度、多空间的相互连接形式和构造的复杂性。模型图8空间测量定位。组合件巨大,构件超高空、悬空安装就位、连接,组合及安装难度大；所有构件连接采用法兰连接,现场安装精度要求高。按照TeklaStructures模型中的构件中心及测量控制线方向外缘的空间定位坐标,作为结构安装构件定位测量的依据(见图9)。在构件安装过程中，利用全站仪进行测量控制及调整,使构件安装符合设计、规范及定位要求。求图9 在塔楼外装饰、结构变形影响因素分析中分别应用了仿真施工模拟、仿真分析影响BIM的碰撞检查、工程量计算等。低了成本，减少浪费，产生间接经济效益35万元。通过此次实践，创建了中建七局项目应炼,提升了目前主流BIM工具和分析工具的应用水平，为后续类似项目的应用打下了基础.IM步探索。BIM