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長沙梅溪湖國際文化藝術中心BIM技術的應用

來源:綜合網絡 時間:2017-03-02 15:29:39

 從工程開工之初就應用了這項技術,從前期深化設計藍圖碰撞預測,到施工過程的技術把關、質量和工期控制,乃至竣工的后期運營管理,真正做到了讓BIM技術在工程建設中發揮巨大作用。SLFBIM網

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BIM在長沙梅溪湖國際文化藝術中心的應用SLFBIM網

什么是BIM技術?即“可視化”的三維數字建模技術。進入21世紀,BIM研究和應用得到突破性進展。建筑業也在嘗試這種新技術的應用,北京城建集團在承擔的長沙梅溪湖國際文化藝術中心工程建設中,從工程開工之初就應用了這項技術,從前期深化設計藍圖碰撞預測,到施工過程的技術把關、質量和工期控制,乃至竣工的后期運營管理,都將用“建筑數字信息化模型”完全體現出來,真正做到了讓BIM技術在工程建設中發揮巨大作用。SLFBIM網

復雜性工程應積極采用BIM技術SLFBIM網

現在國內諸多大型公共建筑,設計較為復雜,往往都是國外設計師做概念設計、國內設計單位做深化設計,專業施工企業再做細部深化設計等,從而造成設計單位多、分包單位多的情況,會導致設計多、設計不交圈,使設計出來的圖紙各專業間相互交叉產生碰撞,給后期施工造成難題和隱患。為此,施工總包單位應該在工程開工初期就積極采用BIM技術,來解決這一難題。SLFBIM網

北京城建集團承擔的長沙梅溪湖國際文化藝術中心工程,位于長沙大河西梅溪湖片區1 01地塊雷鋒西大道和梅溪湖路交叉口西南角。本工程分大劇院、小劇場、藝術館、地下停車場四部分。大劇院建筑標高59.90米、藝術館建筑標高42.50米、小劇院建筑標高22.50米,項目基地面積88079.8平方米、總建筑面積125936平方米。其結構十分復雜,分土建結構、鋼結構、幕墻結構等。同時,專業多、分項工程多、參與的施工隊伍多。北京城建集團作為總承包單位,充分考慮工程建設的復雜程度和難易性,從工程開工之初就積極采用了BIM技術,從工程圖紙會審開始就為工程建設解難題、把好關,避免或減少后期專業交叉施工產生碰撞而造成人、材、物的浪費和延誤工期的損失。SLFBIM網

北京城建長沙梅溪湖工程全過程應用BIM技術SLFBIM網

應用宗旨是:采用全程BIM技術指導施工。由于本工程結構復雜、專業交叉施工多、各專業本身施工難度大,所以做好協調管理、減少施工過程中的問題,讓施工順暢進行。項目在各個階段應用BIM情況如下。SLFBIM網

在土建施工階段:本項目土建結構復雜,尤其表現在大劇院前廳大截面型鋼混凝土、觀眾廳異形池座、舞臺臺口大截面大跨度梁、電梯井超高單片剪力墻等方面,沒有成熟的施工工法,施工的安全性、交叉施工工序、結構的穩定性等都需要應用BIM技術,在施工前進行模擬,過程中指導施工,結束后精度校核。具體體現在七個方面:支撐維護結構與土建結構的碰撞檢查、施工方案模擬、勁性結構復雜節點的鋼筋排布及箍筋優化、觀眾廳池座的空間定位、剪力墻預留洞口定位、超高單片剪力墻安全施工、質量安全缺陷管理等。SLFBIM網

在二次結構施工階段:本項目二次結構墻體共9000平方米,砌體材料種類多、高大空間砌筑高度大、機電綜合管線排布復雜等對二次結構施工帶來困難,應用BIM技術代替傳統施工工藝為項目施工帶來方便。具體應用主要表現在三個方面:深化設計過程中與土建結構、綜合機電的碰撞檢查,二次結構墻體預留洞口的定位,構造柱、圈梁位置的確定及調整優化。SLFBIM網

在幕墻深化設計方面:本項目外幕墻總面積達9萬平方米,其中包括7萬平方米GRC幕墻,造型獨特、結構復雜,GRC板的最大分格尺寸為6米(長)×2.5米(寬),形狀為空間雙曲面,制作加工、深化設計、運輸、現場施工難度較大。由于外幕墻呈空間雙曲面形式,GRC板面分格后沒有兩塊相同的板塊,二維圖紙無法表達GRC幕墻的信息,故幕墻及深化設計均采用全程三維建模,各方基于三維信息化模型進行討論、研究。具體應用有四項:一是在幕墻的深化設計過程中,把完成的成果進行匯報和展示,在可視化的狀態下進行溝通、討論、決策。二是鋼結構與幕墻之間1米空間內的各構造層次排布。三是表皮模型與鋼結構模型的碰撞干涉。四是排水天溝、排煙管道、主要設備及機電管線、泛光照明燈槽等布置與凈空要求間的協調,與主體鋼結構之間的干涉。SLFBIM網

在鋼結構深化設計及施工方面:本項目鋼結構為目前國內罕有的異形空間,在結構、設計、施工方面難度均為國內首屈一指的大體量項目,且項目技術、施工要求非常高,鋼結構總用鋼量約2.2萬噸,主要包括舞臺鋼結構、觀眾廳頂梁結構、電梯井結構、入口蜂窩梁結構、拱墻鋼結構、屋面梁柱及樓層梁柱鋼結構等結構體系,空間關系復雜,存在大量彎曲、彎扭、弧形構件,制作、安裝難度極大。尤其是大劇院蜂窩入口結構均為彎扭的箱型構件,空間位置復雜,且截面尺寸較大,重量大;大劇場拱墻由環向彎曲的鋼管和徑向斜鋼管組合而成的網格結構,整個拱墻為異形曲面形狀,空間定位較復雜,二維圖紙無法真實表現結構特點,施工過程中均應用BIM技術指導施工。BIM技術主要應用在以下方面:鋼結構與土建結構的碰撞檢測、構件吊裝工序、部位的施工模擬、彎扭鋼結構的空間定位、蜂窩鋼結構巨型鑄鋼節點的設計及加工、胎架支撐體系的合理排布、大噸位吊裝機械的位置合理分布等。SLFBIM網

目前項目正在大面積施工鋼結構,未來還有幕墻工程的施工,綜合機電的深化設計及施工,內部精裝修施工以及竣工之后的運營管理等,項目都將力推BIM技術作支持,讓BIM技術富于更強的應用價值和生命力。SLFBIM網

BIM技術在梅溪湖項目應用的實例分析SLFBIM網

如大劇院前廳環梁勁性結構復雜節點鋼筋的排布。大劇場前廳入口處存在大型U形混凝土環梁,該梁長95米、高1.2米、寬2.95米、直徑60米,采用大截面H型鋼混凝土勁性結構,此部位不但鋼筋密集,還要放置巨型球形鋼支座埋件,建成后將承擔近1000噸造型類似蜂窩狀懸挑彎扭鋼結構構件。SLFBIM網

梁柱節點鋼筋密集,間距狹小,鋼筋錨固不易控制。因梁柱節點鋼筋密集多達101根且存在連接板,項目利用BIM技術建立此部分節點模型,準確表示梁鋼筋、連接板位置,利用三維模型設計埋件錨筋、抗剪鍵,有意躲開鋼筋位置,避免現場的鋼筋和連接板沖突。此外,還要求其所有錨筋、抗剪鍵采用穿孔塞焊,利用BIM技術解決了此部位復雜的鋼筋排布問題,指導現場施工,有效地避免了由于鋼筋碰撞、埋件無法安放等問題,減少返工,保證結構安全。SLFBIM網

長沙梅溪湖國際文化藝術中心由扎哈哈迪德建筑事務所設計,項目總投資超過20億元,總用地面積10萬平方米,總建筑面積12萬平方米,包括3.5萬平方米的大劇院和2.5萬平方米的藝術館兩大主體功能,大劇院由1800座的主演出廳和500座的多功能小劇場組成;藝術館由12個展廳組成,展廳面積達1萬平方米,能承接世界一流的大型歌劇、舞劇、交響樂等高雅藝術表演。2015年建成后將成為湖南省規模最大、功能最全、全國領先、國際一流的國際文化藝術中心。SLFBIM網

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