BIM技術(shù)應(yīng)用于異形結(jié)構(gòu)施工工法級(jí)修改

1、BIM技術(shù)控制現(xiàn)澆異形結(jié)構(gòu)施工工法申報(bào)單位：四川省第一建筑工程公司申報(bào)時(shí)間：二0 一七十月 TOC o 1-5 h z .前言 -1 -.工法特點(diǎn) -1 -.適用范圍 -2 -.工藝原理 -2 -.施工工藝流程及操作要點(diǎn) -11 -.材料與設(shè)備 -13 -.質(zhì)量控制 -14 -.安全措施 -14 -.環(huán)保措施 -15 -.效益分析 -15 -.應(yīng)用實(shí)例 -16 -.前言隨著人們對于住宅及辦公環(huán)境要求的提高， 傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式 已無法滿足人們對住宅及辦公的要求，日益增多的奇、特、難等建筑 形式已占據(jù)當(dāng)代建筑市場；在新的市場環(huán)境之下，提高管理人員及施 工人員的技術(shù)水平勢在必行，引進(jìn)新的建筑類軟件

2、指導(dǎo)施工已成為行 業(yè)的必要條件，借助新的軟件工具迎合市場需要才能讓我們走得更 快、飛的更遠(yuǎn)；采用該技術(shù)施工，能減少傳統(tǒng)施工方式所帶來的各類 不確定因素、減少對環(huán)境污染和材料的浪費(fèi)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和 社會(huì)效益。異形屋面施工方法一般有：1、利用傳統(tǒng)的CA湄紙通過大量數(shù) 據(jù)計(jì)算后現(xiàn)場直接進(jìn)行施工；2、利用專業(yè)廠家制作的成品定型化模 板進(jìn)行現(xiàn)場施工；3、利用BIM技術(shù)控制現(xiàn)澆異形結(jié)構(gòu)施工；第一種 方法施工周期長、前期對數(shù)據(jù)核算的準(zhǔn)確性要求較高，且數(shù)據(jù)核算量 較大，管理費(fèi)用投入較高，若計(jì)算數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，將導(dǎo)致施工時(shí)反復(fù) 拆改，材料及勞動(dòng)力浪費(fèi)大等；第二種方法前期成品定型化模板制作 周期較長，且成本較

3、高；BIM技術(shù)控制現(xiàn)澆異形結(jié)構(gòu)施工的做法有 效的克服了前兩種方法的缺點(diǎn)彌補(bǔ)了它們的不足， 利用BIM技術(shù)不僅 可精確的確定其各點(diǎn)的平面及標(biāo)高定位， 且很大程度上能有效的節(jié)約 施工成本。.工法特點(diǎn)1、針對異形扭曲結(jié)構(gòu)部位，三維的 BIM可視化模型較傳統(tǒng)的二 維施工圖紙更能直觀的展現(xiàn)結(jié)構(gòu)形式；2、異形結(jié)構(gòu)部位平面及標(biāo)高的精確定位較傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)計(jì)算 復(fù)核，BIM技術(shù)更能精確、高效、經(jīng)濟(jì)的對數(shù)據(jù)進(jìn)行提??；3、利用BIM技術(shù)對異形結(jié)構(gòu)部位平面及標(biāo)高定位數(shù)據(jù)的提取更 為準(zhǔn)確、快捷，避免人工數(shù)據(jù)計(jì)算出現(xiàn)誤差導(dǎo)致現(xiàn)場重復(fù)返工造成材 料、工期及成本的浪費(fèi)；4、異形結(jié)構(gòu)所需模板及底部加固背楞均利用 BIM技術(shù)提

4、前放樣， 待加工房制作完成調(diào)運(yùn)到工作面直接拼裝，避免現(xiàn)場加工造成工作面 污染；5、利用BIM技術(shù)控制異形結(jié)構(gòu)模板及背楞放樣，較預(yù)制的成品 鋼模更能有效的節(jié)約工期及成本控制；6、利用BIM技術(shù)提前對異形結(jié)構(gòu)所需模板及底部加固背楞進(jìn)行 放樣，可有效減少施工現(xiàn)場作業(yè)平臺(tái)操作面，以能更好的排除安全作業(yè)隱患源；7、BIM技術(shù)控制現(xiàn)澆異形結(jié)構(gòu)施工能保證現(xiàn)澆異形結(jié)構(gòu)一次性 成型質(zhì)量高，避免重復(fù)拆卸、返工。3,適用范圍BIM技術(shù)控制現(xiàn)澆異形結(jié)構(gòu)施工工法主要是前期對異形結(jié)構(gòu)部位 數(shù)據(jù)的精確提取及模板、背楞等的精確施工放樣，為后續(xù)施工現(xiàn)場模 板施工時(shí)的平面及標(biāo)高定位等提供施工依據(jù)，異形結(jié)構(gòu)部位平面定位及標(biāo)高等數(shù)據(jù)

5、的快速精確提取在保證質(zhì)量、進(jìn)度的前提下能有效控制 現(xiàn)場施工，故該工法適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土異形結(jié)構(gòu)、異形鋼結(jié)構(gòu)、 異形木質(zhì)結(jié)構(gòu)等異形扭曲類的結(jié)構(gòu)建筑。4.工藝原理BIM技術(shù)控制現(xiàn)澆異形結(jié)構(gòu)施工主要是先精確建立三維可視化異 形結(jié)構(gòu)模型（設(shè)計(jì)單位參與模型復(fù)核），將建立完畢的異形結(jié)構(gòu)三維 模型賦予繪制的300 x300網(wǎng)格軸網(wǎng)，通過對異形結(jié)構(gòu) BIM模型進(jìn)行 300 x300網(wǎng)格斷面三維切片，將斷面切片后的斷面模型導(dǎo)出CADJ面圖，通過各網(wǎng)格交叉點(diǎn)與軸線及標(biāo)高的相對位置關(guān)系，可精確控制各 網(wǎng)格交叉點(diǎn)的標(biāo)高數(shù)據(jù)等參數(shù)。BIM三維模型建立：通過對二維設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行分析確認(rèn)，在此基礎(chǔ)之上建立三維 BIM可

6、視化施工模型；施工前，通過三維模型中異形結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行數(shù) 據(jù)分析提取，從而指導(dǎo)現(xiàn)場施工。BIM三維模型的建立異形結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)繪制通過對異形結(jié)構(gòu)模型部位進(jìn)行分析，將異形結(jié)構(gòu)模型部位賦予間 距300mmx300mm三維網(wǎng)格軸網(wǎng)，通過對異形結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析， 可 提取網(wǎng)格軸網(wǎng)交叉點(diǎn)處坐標(biāo)及高程，現(xiàn)澆異形扭曲結(jié)構(gòu)BIM三維模型 O G)300 x300平面網(wǎng)格軸網(wǎng)300 x300立面網(wǎng)格軸網(wǎng)10121124207. 6544X 12460Y 11820X 1&700Z 7434X 13400Y11520Z 7077 ；X 15200 Y 115202 7396X 17000Y11620Z 7517三維數(shù)據(jù)提

7、取Hfl WFWMIk:：眄工| Elfe - AA帖|a -|=MIBV異形屋面模板1:1放樣異形結(jié)構(gòu)施工對于模板的要求較高，單塊模板面積較大無法滿足 建筑物形式構(gòu)成的需要、若單塊面積太小模板就會(huì)造成模板無法再次 使用、減少材料周轉(zhuǎn)面積；對此，利用 BIM技術(shù)對模板虛擬排布， 通過與結(jié)構(gòu)模型的對照，最終確定出以 300mm為模板寬度。利用模 型導(dǎo)出CAD圖對模板進(jìn)行后臺(tái)加工并編號(hào)，到施工現(xiàn)場直接組裝, 減少施工現(xiàn)場對模板得隨意拆分、節(jié)省材料、提高工作效率。Al如臚心出A Hr M UM*1 5jh LF 5.*XiAl Mi Hi 其*1 乂| M 京-0 MM50 二 4E二維模板轉(zhuǎn)化成C

8、AD放樣圖A1戶型4#厘面11號(hào)模板CAD平,面圖模板二維加工圖異形結(jié)構(gòu)背楞1:1放樣（模板底部）異形結(jié)構(gòu)作為實(shí)現(xiàn)建筑物整體視覺效果的重要結(jié)構(gòu)形式，它的成功與否直接關(guān)系著整個(gè)建筑物的藝術(shù)體現(xiàn)形式，面對錯(cuò)綜復(fù)雜的異形 結(jié)構(gòu)僅僅依靠設(shè)計(jì)給出的單一 CAD施工圖紙，是無法滿足施工需要的，為實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的施工，項(xiàng)目利用 BIM技術(shù)對異形屋面進(jìn)行 1:1三維可視化搭建，模擬建立異形龍骨及模板，利用虛擬建立的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)體放樣，搭建完成后通過數(shù)據(jù)掃描達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 方可進(jìn)行主樓相應(yīng)部位施工-BF!_ 雙電吧_ _ iI煤了淮膽乒_性套罰eM珥目 M氈ZM u西率百A1 5 2f CLIM口Al 5tr

9、3f 31 4加Al Str-IF -5.aiHM如鼾*梏Ml討r IK抽或& IMO life目-MO劇-6 -三維龍骨轉(zhuǎn)化成CAD放樣圖300300300300300龍骨二維加工圖異形模板1:1實(shí)體樣板施工針對前期背楞及模板的數(shù)據(jù)分析及精確放樣實(shí)行1:1實(shí)體樣板施工，施工前先進(jìn)行300 x300網(wǎng)格軸網(wǎng)放線施工，明確各網(wǎng)格軸網(wǎng)交叉 點(diǎn)標(biāo)高，便于后續(xù)模板支撐架體施工時(shí)對其異形模板各點(diǎn)標(biāo)高精確控 制；再將其加工完畢背楞及模板進(jìn)行加固施工，待異形模板加固施工完畢后對其進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行施工現(xiàn)場實(shí)體施工。（模板頂面標(biāo)高=底部樓層標(biāo)高+支撐架高度+背楞高度+模板厚度）300 x300網(wǎng)

10、格軸網(wǎng)施工支撐架及其背楞施工異形模板樣板施工完畢施工現(xiàn)場結(jié)構(gòu)實(shí)體施工針對驗(yàn)收合格的1:1實(shí)體樣板，組織勞動(dòng)力及專項(xiàng)管理人員進(jìn)行 現(xiàn)場異形結(jié)構(gòu)實(shí)體施工，施工前仍先針對前期BIM技術(shù)對異形結(jié)構(gòu)部位數(shù)據(jù)的精確分析及提取后，對異形部位模板面板及模板底部龍骨 提前進(jìn)行加工、編號(hào)；再進(jìn)行施工現(xiàn)場 300 x300網(wǎng)格軸網(wǎng)施工，考慮 采用鋼管支撐架體施工對異形模板標(biāo)高不易控制而造成材料損耗偏 大，故現(xiàn)場實(shí)體施工時(shí)將支撐架體調(diào)整為木方背楞加固（受力滿足要 求為前提），各網(wǎng)格交叉點(diǎn)標(biāo)高控制完畢后進(jìn)行模板底部背楞及模板 面板施工，待模板標(biāo)高驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下道工序施工。背楞加工編號(hào)背楞施工完畢現(xiàn)場模板面板鋪設(shè)模

11、板及鋼筋成型效果異形結(jié)構(gòu)實(shí)體成型效果-10 -5,施工工藝流程及操作要點(diǎn)施工工藝流程各1一一一 一一方圖紙審核及確認(rèn)參與圖.紙建立BIM三維模型復(fù)核 /數(shù)據(jù)提取及復(fù)核施工全程質(zhì)量監(jiān)控I模板及背楞三維放樣r 7導(dǎo)出模板及背楞CACS紙I利用CACH紙加工模板及背楞1:1實(shí)體樣板施工掃 描 出 現(xiàn) 誤 差 部 位 重 新 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 復(fù) 核結(jié)構(gòu)實(shí)體掃描對比現(xiàn)場施工完畢移交操作要點(diǎn)異形結(jié)構(gòu)三維模型建立的要點(diǎn)在建立三維可視化模型時(shí)需與業(yè)主方及設(shè)計(jì)方溝通確認(rèn)各構(gòu)件 標(biāo)高及定位等細(xì)節(jié)，確定 CACb紙的準(zhǔn)確性。建立曲面模型日t 一定要根據(jù) CAC0的立面及平面圖點(diǎn)對 點(diǎn)建立，建立完成以后在模型上任意提

12、取坐標(biāo)點(diǎn)與 CACffl進(jìn)行對比, 確保每個(gè)點(diǎn)位準(zhǔn)確無誤。-11 -建立龍骨時(shí)要根據(jù)所見曲面進(jìn)行建立，確立龍骨之間的 間距，既要保證曲面的造型、也要保證施工時(shí)架體的整體安全性。導(dǎo)出CAE的要點(diǎn)導(dǎo)出CALS形時(shí)要準(zhǔn)確標(biāo)注所需數(shù)據(jù)，特別是異形龍骨及模板點(diǎn) 位變化出。放樣時(shí)龍骨及模板制作的要點(diǎn)因龍骨及模板直接關(guān)系著整個(gè)異形屋面是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 所 以在對龍骨及模板加工時(shí)必須按照 CADffl工圖準(zhǔn)確加工，對于異形部 位的處理需使用相關(guān)工具。放樣拼裝的要點(diǎn)在實(shí)體1: 1放樣過程中，必須注意每個(gè)組成部分的位置、及編 號(hào)是否正確，拼裝完成后檢查任意點(diǎn)位的坐標(biāo)值是否與模型等同。工作面各類控制線建立的要點(diǎn)

13、異形屋面施工過程中，準(zhǔn)確定位尤為關(guān)鍵，所以在異形屋面的施 工工作面上需放出異形屋面的平面投影輪廓線， 標(biāo)注好相應(yīng)的龍骨擺 放位置及方向，標(biāo)注相應(yīng)點(diǎn)的標(biāo)高控制點(diǎn)。對于工作面是空洞的位置 應(yīng)搭建工作平臺(tái)用來放線，使其有空間位置參照點(diǎn)位。工作面滿堂架搭設(shè)的要點(diǎn)搭設(shè)滿堂支模架的過程中，需要根據(jù)放線的點(diǎn)位預(yù)留出異形屋面 位置，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)位合理布置異形屋面位置支模架的搭設(shè)形式及相應(yīng) 控制點(diǎn)架體的高度，避免出現(xiàn)支模架的布置不合理反復(fù)拆改。工作面龍骨及模板安裝的要點(diǎn)因異形屋面的空間位置不規(guī)則，高度的跨越相對較高， 在龍骨及模板的安裝過程中必須注意施工人員的操作安全及相應(yīng)安 全輔助措施。-12 -龍骨安裝時(shí)每一

14、根龍骨需對號(hào)安裝，每一根龍骨的定位 必須按照放線的位置。所有龍骨頂點(diǎn)、底點(diǎn)的標(biāo)高定位必須根據(jù)同一 個(gè)標(biāo)高參照點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整及校核。對安裝完成以后復(fù)核的要點(diǎn)異形屋面完成拼裝以后，需對任意點(diǎn)位的空間位置點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核， 模板之間的拼縫必須做到平整，避免模板拆完以后出現(xiàn)棱角等影響整 體效果的現(xiàn)象。6.材料與設(shè)備主要材料名稱及性能要求龍骨及模板在異形屋面的建立中，因異形部位的成型需龍骨來控制，一些部位起伏相對較大，所以龍骨的建立選用了跳板作為載體。因異形的建立需要對跳板進(jìn)行加工，所以在對跳板的選擇具有較高的要求。由于曲面的受力方向不規(guī)則，不合格的材料在進(jìn)行加工時(shí)容易造成破裂， 異形龍骨加工成型質(zhì)量差，給施工造

15、成嚴(yán)重后果，因此，施工時(shí)應(yīng)注 意如下幾點(diǎn)：必須對運(yùn)進(jìn)現(xiàn)場管材進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)，不合格的材料 嚴(yán)禁用于施工現(xiàn)場。模板的質(zhì)量關(guān)系著異形面的成型效果，施工用模板必須 達(dá)到質(zhì)量要求。機(jī)具設(shè)備主要機(jī)具設(shè)備如下表：表6.2主要機(jī)具設(shè)備配備表廳P名稱規(guī)格單位、數(shù)量用途1圓盤鋸1000W1臺(tái)模板、龍骨加工-13 -2曲線鋸200W1臺(tái)異形部位加工3GPS/1臺(tái)定位4紅外線31.5Mp1臺(tái)標(biāo)圖調(diào)整5水準(zhǔn)儀DS31臺(tái)高程點(diǎn)引測6激光經(jīng)緯儀21臺(tái)高程、中線控制7卷尺7.5m5把尺寸量取7.質(zhì)量控制本工法施工質(zhì)量嚴(yán)格執(zhí)行GB5020今2015混凝土結(jié)構(gòu)工程施工 質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范和GB50207-2012屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)

16、范中的相 關(guān)規(guī)定：在滿堂支模架搭設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照支模架的搭設(shè)要求及施 工方案中的搭設(shè)要求，確保架體的安全。龍骨的安裝過程中，應(yīng)保證每根龍骨的定位準(zhǔn)確，龍骨底標(biāo) 高及頂標(biāo)高準(zhǔn)確無誤。模板安裝過程中應(yīng)注意施工安全，模板的定位及拼縫必須達(dá) 到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。.安全措施操作人員必須經(jīng)過安全及技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格方可上崗并 在指定崗位上操作；非專業(yè)人員不得從事機(jī)械及電器維護(hù)維修作業(yè)， 嚴(yán)禁擅自拆改設(shè)備。進(jìn)入施工現(xiàn)場的人員需按規(guī)定佩戴勞保用品。與施工無關(guān)人員不得進(jìn)入施工現(xiàn)場。作業(yè)中各環(huán)節(jié)操作人員間必須嚴(yán)格按約定操作信號(hào)操作，遇到任何報(bào)警信號(hào)，應(yīng)立即停止操作。因故停此后在恢復(fù)施工前應(yīng)對支承、平臺(tái)、支架、機(jī)械設(shè)備

17、-14 - 及電器設(shè)備進(jìn)行檢查，確認(rèn)安全后方可作業(yè)。作業(yè)中傳遞工具、材料必須輕拿輕放，穩(wěn)妥傳遞，嚴(yán)禁拋扔。電線電纜、管路、信號(hào)控制線連接必須牢固可靠，工作面應(yīng) 架空敷設(shè)，嚴(yán)禁私拉亂接。施工作業(yè)過程中，必須按安全技術(shù)交底要求，人員不得在工 作面嬉戲、打鬧。作業(yè)面有異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)，報(bào)告施工技術(shù)管理 人員，經(jīng)處理并確認(rèn)安全后方可繼續(xù)作業(yè)。每道工序完成后必須做交接記錄，并保持記錄完整。地面以下工作面照明用電電壓不得高于36V,潮濕場所應(yīng)使用12V電壓供電，照明變壓器應(yīng)獨(dú)立于壓或用于懸掛物體。人員上下工作面必須走安通道，安全通道應(yīng)固定在外架上， 并設(shè)扶手或護(hù)圈。.環(huán)保措施材料堆放應(yīng)劃分區(qū)域，

18、應(yīng)搭設(shè)專門的加工房，木材應(yīng)堆放整 齊，標(biāo)識(shí)清楚，指定專人負(fù)責(zé)看管。對不同的材料依據(jù)性能采取必要 的防雨、防潮、防曬、防火、防爆等措施。施工機(jī)械、車輛統(tǒng)一停放，便于看護(hù)，機(jī)械設(shè)備保持清潔。施工便道通暢、平坦，不積水、不起泥、不揚(yáng)塵，定期灑水?，F(xiàn)場廢木材及時(shí)外運(yùn)，車輛離開現(xiàn)場不得夾帶泥沙，城區(qū)內(nèi) 要低速慢行，時(shí)速不超過20km/h,防止沿途拋灑污染環(huán)境?？刂剖┕がF(xiàn)場粉塵、廢氣等對環(huán)境的污染和危害。發(fā)電機(jī)要采取控制噪聲措施，防止對周圍群眾生活造成影響。.效益分析BIM技術(shù)應(yīng)用于異形屋面施工的實(shí)施有著巨大的社會(huì)意義-15 - 不僅能降低工程造價(jià)、縮短施工工期、防范安全，對現(xiàn)代化建筑的推 進(jìn)也有著重要意義。該施工工藝先進(jìn)，為新型工藝大大降低了材料的 損耗。推廣BIM技術(shù)應(yīng)用于異形屋面施工工法，有效的解決現(xiàn)代 化建設(shè)中設(shè)計(jì)與施工的脫節(jié)問題，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代化建筑完美 結(jié)合的必由之路，其經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益十分顯著。與其他施工方法相