第三届“科创杯”-超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用

超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用参赛单位：中国建筑第五工程局有限公司单位及项目简介需求及策划团队介绍应用点及亮点成果和效益分析应用心得总结目录CONTENTSPART01单位及项目简介单位简介创建于1965年，是世界500强企业——中国建筑股份有限公司的全资子公司。是资产总额超500亿元、经营规模超1500亿元的建筑施工投资企业集团，十获“全国五一劳动奖状”。公司以长沙为本部市场，辐射中部、南方、西南、西北、东北、华东、环渤海湾、海外等市场。中国建筑第五工程局有限公司（简称中建五局）传承信和文化发扬超英精神践行十典九章拓展幸福空间近13年每年荣获鲁班奖，共有109项工程获鲁班奖、国家优质工程奖、詹天佑大奖、火车头奖、全国市政金杯奖等国家级质量奖项，862项工程获省部级质量奖项。品质保障

建设单位：汕尾市保利房地产开发有限公司施工单位：中国建筑第五工程局有限公司监理单位：广东重工建设监理有限公司设计单位：广州市设计院

勘察单位：广东重工建设勘察院

质安监督：

汕尾市质量/安全监督站

保利金町湾A006地块项目位于广东省汕尾市马宫金町村,为保利金町湾项目内006地块。项目模仿东南亚建筑风格设计，为汕尾市首家五星级酒店，享有“海上香格里拉”的美誉。东南亚建筑风格26个坡屋面全部现浇混凝土结构汕尾市首家五星级酒店项目简介海上香格里拉美誉

本项目由2层地下室、1栋8层度假酒店和1栋9层公寓组成，总工期为715天，总合同额为10695万元，总建筑面积约89705㎡，总用地面积：56956㎡，建筑高度48.53m。结构类型：钢筋混凝土框架结构，基础采用预制管桩。PART02需求及策划BIM需求分析

管理目标高项目的目标是确保“汕尾市观摩工地”、“广东省安全生产文明施工示范工地”、“广东省建设工程优质奖”和“广东省建设工程金匠奖”。施工难度高屋面为大型阶梯状举折现浇混凝土坡屋面群，数量众多，坡度和层数不尽相同，各块屋面之间又存在相互关联和施工先后的关系，且全部采用现浇混凝土结构，难度国内罕见。汕尾市重点项目项目是2023年汕尾市重点项目，市政府及媒体多次前往项目考察报道。总承包管理难度大项目为五星级酒店，专业分包多、工序穿插困难、图纸变更频繁，总承包管理难度大。BIM实施策划BIM应用策划BIM建模标准BIM实施指南BIM工作周报依据BIM需求分析，项目开工后，即编制BIM应用策划、BIM建模标准、BIM实施指南、BIM岗位职责和培训计划，组建BIM小组，配置软硬件设备，每周召开BIM周例会，过程建立BIM族库，通过项目内部交流、公司内部培训、外部专家培训、外出参观学习、参加BIM等级考试等多种方式培养专业人才。PART03团队介绍团队介绍团队介绍BIM总负责人在2023年度指导公司项目荣获16项省部级BIM大赛奖项软硬件配置Autodeskrevit2023实现建筑、结构、机电参数化建模Navisworks

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2023模型浏览、碰撞检测、净空检测、进度模拟、问题视点标记BIM360Glue移动端查看模型，在线交流讨论3dsMax2023、Rhino5.0创建幕墙等异形模型DIALuxevo模拟灯光照度、污染分析百度云云端存储模型、族库、方案图纸橄榄山等扩展、深化模型应用硬件名称型号数量戴尔移动工作站（M6800）CPU：酷睿I7-4810MQ；内存：16G；硬盘：64G固态+1T；显卡：NVIDIAK3100M1图形工作站CPU：酷睿I7-5930K；内存：32G；硬盘：120G固态+1T；显卡：丽台K22003渲染服务器CPU：英特尔XeonE5-2670V2；内存32G；硬盘120G固态+2T；显卡：丽台K44001平板电脑（IPAD）内存64GB处理器：A7芯片拥有64位架构和M7运动协处理器7.9英寸2PART04BIM应用点及亮点应用点架构技术管理保利金町湾BIM应用点架构图纸会审三维交底3D打印RevitOfficeDLALuxevo3DmaxCADRhinoNavisworksBIM5D技术VR技术方案模拟和优化安全管理安全照明无人机巡查综合应用碰撞检测净空协调管线优化进度模拟可视化验收创新应用VR安全体验馆360GLUE坡屋面专项应用深化设计样板引路BIM协同平台5D技术场地布置BIM应用点—图纸会审本项目由于结构复杂，工期紧张等问题，导致图纸问题较多，图纸变更频繁，截至目前，结构建筑已有83次变更。项目团队利用BIM技术先行建模，过程中发现并记录图纸问题，及时反馈业主和设计院，不定期组织图纸会审。目前已通过先行建模查找出121处图纸问题，且全数解决，为项目节约大量的图纸审查时间。问题汇总表不定期图纸会审BIM应用点—三维交底坡屋面节点本项目坡屋面边缘全部设有线脚，相交处，仅用普通的CAD二维图纸无法将节点表述清楚，项目团队采用BIM模型进行交底，并补充图纸不完整的大样图，保证每个施工人员清楚知晓做法。三维交底BIM应用点—3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。项目团队通过3D打印技术进行样板、工法展示，比使用图纸更加生动形象。3D打印应用BIM应用点—方案模拟和优化本项目外围节点众多，需结合平面、立面、剖面、节点大样等图纸综合考虑进行外架排布，此常规方法耗时耗力。项目团队采用BIM模型，进行外架搭设模拟，迅速正确的进行外架排布。外架排布外架方案方案模拟方案模拟BIM应用点—安全照明本项目为五星级酒店，两层地下室面积为36518㎡，约占总建筑面积的42%，地下室的安全照明是安全管理的一个重点。项目团队选择DALUX软件进行灯光模拟，通过灯具的选择和灯步距的设置来进行优化，找出满足要求的低能耗方式。BIM应用点—无人机巡查采用无人机每天对主体结构的临边防护、卸料平台、塔吊附着、坡屋面施工等进行巡查，实时录像拍照，对发现的危险源及时发现与整改，解决了人工巡查效率低，危险部位无法查看等问题。BIM应用点—碰撞检测利用Revit及Navisworks的碰撞检查功能，在机电各专业管线综合之后进行碰撞检查，在设计之初解决管线碰撞的问题。累计检测碰撞约24500处（其中管线内部碰撞2400处），深化出图1300余张。管道碰撞检测管道碰撞问题BIM应用点—净空协调净空修改前净空修改后对地下室管线底部净高检测，识别净高较小的区域，重点针对车位、车库入口，通过管线深化，施工过程中严格控制，解决净高不足的问题。根据业主业态要求，共修改地下室管线标高430处。本项目为酒店项目，综合管线错综复杂，采用BIM技术对管道密集区域进行综合排布，虚拟各种施工条件下的管线布设、预制联接件吊装的模拟，提前发现施工现场存在的碰撞和冲突。优化管线共计约3200处。BIM应用点—管线优化发现管道问题优化完成后BIM应用点—样板引路应用BIM技术规划施工工艺样板，以样板引路，规划、细化各施工工艺、工序流程、操作要点，策划工程细部亮点、特色，为实体工程质量施工、验收提供样板、标准。工艺样板模型屋面做法样板现浇砼楼板挤塑聚苯乙烯泡沫板水泥砂浆找平高聚合物改性沥青防水涂层SBS聚酯胎改性沥青钢水卷材细石防水抗裂混凝土找平层顺水条、挂瓦条屋面瓦

传统进度计划条目繁琐，描述不清楚，难以反映施工现场状况，需要有一定经验的人员拟定、检查。项目利用进度时间轴，实现进度管理从传统的网络计划、横道图等平面静态分析管理转变为更加直观形象的虚拟建造的可视化与动态控制。预先调配各种资源，分析计算出各阶段各分区所需的各种材料，合理安排工序穿插，协调好各分包之间的工作。BIM应用点—进度模拟123BIM应用点—场地布置创建不同阶段的场地布置模型，保证材料合理布置，提高场地空间利用率。BIM应用点—可视化验收利用便携的IPAD设备结合360GLUE软件，将模型导入IPAD中，可随时随地在移动端查看模型，发现问题，随时标记，对现场与模型不符之处，在模型中保存视点，并对现场拍摄，下发整改通知单，形成前后对比，提高验收效率。BIM应用点—5D技术BIM5D技术：现场人员发现问题，通过移动平台端指定责任人，下发整改通知单，责任人在整改期限内整改完毕后回复。通过BIM5D技术，高效便捷的管理施工质量、安全、进度、劳动力和材料进场。BIM创新应用—协同平台在公司协同平台上建立BIM设计板块，管理各个项目的BIM工作。规范化的管理模式具有以下优点：1、效率大大提高、2、节约大量资源、3、功能全面便捷、4、利于信息整合。BIM创新应用—VR体验馆1、体验式学习，更容易激发参与人员参加安全教育培训的兴趣，强化体验者对安全事故的感性认识。2、可无任何限制的逼真模拟真实场景下的安全事故，避免了材料、人工的浪费，复核绿色施工的观念。3、体验者进入虚拟环境后，可对细部节点、正确做法、如何防范等进行学习，并获取相关数据信息。4、占地面积小、运输移动非常方便，操作简单、可随时周转、可重复使用。5、VR体验内容可升级更新，随时掌握最前沿的安全体验设施和知识。VR安全体验馆相较于传统安全体验馆具有的五大优势：BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用26块坡屋面中，酒店大堂坡屋面最为复杂，为双层叠加屋面。BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用投影面积约1500㎡，两层屋面共由22块坡度不一的屋面斜板组成，叠加屋面间距最大处约8米，最小处仅为1米，屋脊线最高点为25米，最大坡度为53°。BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用经过科技查新，现国内未见此难度的坡屋面工程。且已取得了湖南省工程建设工法。BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用难点一：查阅图纸和测量定位问题坡度、节点、图纸众多，查阅图纸需耗费大量时间和精力。节点多坡度多图纸多BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用创建精细化的建筑结构模型，辅助施工管理人员快速看图并发现图纸问题。BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用补充图纸未完善的剖面图和节点图BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用BIM模型上可随时获取任意高程，无需计算即可补充平面图上未标注的高程点BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用难点二：支模架体的选择与搭设①顶托受力的普通架体模式，因坡度原因，顶托仅有两个点与模板接触，受力形式显然不可取；②上层屋面需在下层屋面上搭设支模架体，下层屋面坡度达40°，钢管底部的受力与稳固性是一个重难点。钢管底部接触面少普通架体模式两个点与模板接触BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用根据支模架方案，创建支模架体模型，进行荷载复核，验算整体稳定性，确保施工安全。BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用最终确定方案①架体上端取消顶托，通过沿着坡屋面纵横向布置的水平杆，将屋面荷载均匀传到每根立杆上。纵横向布置的水平杆最终确定架体形式两个点与模板接触BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用最终确定方案②在浇筑下层屋面之前，利用BIM架体模型准确定位上层架体位置，预埋钢管，并纵横向连接成一个整体，从而保证了架体稳定。预埋钢管最终确定架体形式纵横向连接成一个整体节点模型现场交底难点三：节点模板的铺设节点施工流程模拟根据施工方案，模拟出节点模板铺设的整个工艺流程，利用便携的IPAD设备，在现场进行施工交底，确保模板的安全可靠。BIM应用难点—超大型阶梯状屋面BIM技术深度应用①建立屋面安全模型难点四：重大危险源针对重大危险源，创建屋面安全体系整体模型，使用无人机对坡屋面的临边防护进行巡查，发现危险源后，拍照与安全模型进行对比，找出问题根源，结合BIM5D技术，下发整改通知单。解决了人工巡查效率低，危险部位无法查看等问题。②安全小组巡查发现问题③对比安全模型④找出问题根