基于BIM的某產(chǎn)業(yè)園工程施工關(guān)鍵技術(shù)研究

基于BIM的某產(chǎn)業(yè)園工程施工關(guān)鍵技術(shù)研究摘要隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，結(jié)構(gòu)形式新穎且復(fù)雜的建筑物脫穎而出，鋼結(jié)構(gòu)因其良好的力學(xué)性能以及可回收等特點(diǎn)被廣泛使用，成為我國建筑行業(yè)重要結(jié)構(gòu)形式之一。在施工過程中各參與單位之間的工作搭接既頻繁又密切，信息傳遞容易出錯。無論在設(shè)計(jì)、構(gòu)件加工等方面，傳統(tǒng)的施工技術(shù)勢必?zé)o法滿足要求。BIM技術(shù)作為新一代的施工工具，把建筑業(yè)的發(fā)展帶到一個新的臺階，為中國建筑行業(yè)信息化提供一個全新的生產(chǎn)方式。把BIM技術(shù)應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)工程中，為復(fù)雜形體模型創(chuàng)建以及構(gòu)件加工提供有力的技術(shù)支撐，必然會推動鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)的發(fā)展。本文以新媒體產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目為研究背景，對BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用以及鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行以下以下方面研究：（1）結(jié)合新媒體產(chǎn)業(yè)園工程特點(diǎn)，根據(jù)整個施工階段對BIM模型的要求，將整個工程分為三部分分別進(jìn)行建模，并根據(jù)每部分各自的特點(diǎn)選擇合適的建模軟件，建立三維精準(zhǔn)化模型。（2）通過鋼結(jié)構(gòu)三維模型并結(jié)合該工程鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)圖紙，應(yīng)用BIM技術(shù)對復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)以及型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。（3）利用TeklaStructure自動化能力，對提料加工的問題進(jìn)行優(yōu)化，與加工設(shè)備機(jī)具結(jié)合，得到優(yōu)化后的構(gòu)件加工數(shù)據(jù)，以達(dá)到施工速度快，安裝精度高，避免造成不必要的浪費(fèi)，為復(fù)雜形式的鋼結(jié)構(gòu)施工提供一定的借鑒意義。（4）運(yùn)用BIM技術(shù)的可視化和模擬性優(yōu)勢對本工程鋼結(jié)構(gòu)的吊裝方案進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)工作面精準(zhǔn)劃分，運(yùn)輸精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)空間精準(zhǔn)定位測量。（5）針對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)交叉處的環(huán)梁部分，利用品茗BIM模板設(shè)計(jì)軟件對其模板支撐方案進(jìn)行整體計(jì)算，以此為參考實(shí)現(xiàn)施工的可視化技術(shù)交底。關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；鋼結(jié)構(gòu)；施工關(guān)鍵技術(shù)；深化設(shè)計(jì)

目錄一、緒論 4（一）研究背景 4（二）研究意義 5二、新媒體產(chǎn)業(yè)園B座工程施工特點(diǎn)及難點(diǎn)分析 5（一）工程概況 5（二）工程施工特點(diǎn)及難點(diǎn) 6（三）新媒體產(chǎn)業(yè)園B座工程施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)分析 7三、新媒體產(chǎn)業(yè)園B座工程施工關(guān)鍵技術(shù) 7（一）鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì) 71.鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì) 82.型鋼混凝土柱與框架梁鋼筋節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì) 93.鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)出圖 11（二）鋼構(gòu)件下料關(guān)鍵技術(shù) 13（三）鋼構(gòu)件加工 151.制作與加工設(shè)備能力 152.加工制作工藝 153.H型鋼梁的加工制作 164.復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處的鋼構(gòu)件加工制作 17（四）鋼構(gòu)件吊裝 181.施工起點(diǎn)及流向 182.吊裝機(jī)械選擇 193.基于BIM的吊裝方案確定 214.鋼柱吊裝 225.鋼梁吊裝 24（五）環(huán)梁模架施工方案確定 261.環(huán)梁模架搭設(shè)方案 272.基于BIM技術(shù)的整體環(huán)梁模架方案計(jì)算 29結(jié)論 31參考文獻(xiàn) 31基于BIM的某產(chǎn)業(yè)園工程施工關(guān)鍵技術(shù)研究一、緒論（一）研究背景在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程中，人們對于建筑質(zhì)量以及建筑設(shè)計(jì)等方面的要求也在不斷提高。體型復(fù)雜大規(guī)模的建筑中所包含的信息也勢必非常多，運(yùn)用傳統(tǒng)的方法已無法滿足日益發(fā)展的建筑的要求，這便需要從嶄新的科學(xué)技術(shù)角度進(jìn)行項(xiàng)目生命周期的分析和研究，隨后對所得到的信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理。很多專家學(xué)者把制造業(yè)管理中的一些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于建筑業(yè)，即建筑信息模型概念應(yīng)用而生。BIM所指的就是“建筑信息模型”，BIM的思想是在上世紀(jì)七十年代的時候被“BIM之父”的ChuckEastman提出了BIM理念的源頭“BuildingDescriptionSystem”（建筑描述系統(tǒng)）。通過建立三維可視化模型，將其應(yīng)用到項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、安裝等過程中，使整個工程項(xiàng)目在施工過程中能夠有效地控制安全風(fēng)險(xiǎn)、降低污染和提高施工效率?，F(xiàn)如今BIM技術(shù)已經(jīng)在建筑行業(yè)中得到了非常好的發(fā)展，利用率也在不斷的增加，并且逐漸的成為了建筑行業(yè)信息化發(fā)展的主要方向。此外BIM模型中主要有設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營管理等多個內(nèi)容，這樣便能夠充分的展現(xiàn)出施工生命周期的信息化水平，以此來有效的提升建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率和運(yùn)營發(fā)展能力，從BIM技術(shù)的發(fā)展角度上來對施工進(jìn)度、成本以及質(zhì)量等進(jìn)行全面的管理，以此來有效的提高施工質(zhì)量和效率，加強(qiáng)集成化管理水平。隨著改革開放帶來的巨大的機(jī)遇，人們開始追求造型特殊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑。鋼結(jié)構(gòu)顯著的優(yōu)點(diǎn)就是輕質(zhì)高強(qiáng)，工業(yè)化生產(chǎn)，在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中資源的消耗量比傳統(tǒng)建筑少，將近50%屬于可再生資源。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速，越來越多的建筑開始使用鋼結(jié)構(gòu)來建造（如體育館、科技展館、會展中心等）。雖然鋼結(jié)構(gòu)建筑被大家稱之為“綠色建筑”，但是在其發(fā)展過程中還是存在很多問題，比如：（1）周邊的自然環(huán)境以及地質(zhì)情況對鋼結(jié)構(gòu)影響很大，但是目前很多關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案未能把建筑周邊的環(huán)境影響因素考慮進(jìn)去，在后期施工的過程中還會受到很多因素的影響，這都會對施工進(jìn)度造成一定的拖延。（2）當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)施工依舊在沿用傳統(tǒng)的施工模式，并且在每一個施工環(huán)節(jié)之間也都存在獨(dú)立性，相互之間的聯(lián)系非常小，比如深化設(shè)計(jì)、構(gòu)件下料加工與安裝，由于各個施工環(huán)節(jié)信息沒有及時的交流導(dǎo)致現(xiàn)場存在窩工現(xiàn)象。而且在施工過程中，不同專業(yè)、不同工種存在交叉或同時施工，進(jìn)而出現(xiàn)管線與不同專業(yè)出現(xiàn)碰撞等問題。由于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)在功能上要求越來越高，造成鋼結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，施工難度加大，這對傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)提出了巨大的挑戰(zhàn)。（3）在鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展過程中，對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖的要求也在不斷的增加。深化設(shè)計(jì)作為鋼結(jié)構(gòu)施工的源頭，成為鋼結(jié)構(gòu)建造過程中不可或缺的一部分，深化設(shè)計(jì)直接影響著工程的工期以及經(jīng)濟(jì)效益等。傳統(tǒng)的深化設(shè)計(jì)也就是對圖紙進(jìn)行拆分，如今的深化設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展為對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、材料的優(yōu)化等方面。（4）構(gòu)件加工階段，由于設(shè)備老舊以及技術(shù)不先進(jìn)等眾多因素，在板材切割時很多鋼材不能有效的利用，相應(yīng)的造價也會增加。（5）在吊裝過程中，施工單位有時為了趕工期并不嚴(yán)格按照吊裝方案對構(gòu)件進(jìn)行吊裝，比如在吊裝鋼柱時為了節(jié)約成本不采取措施將構(gòu)件形成為一個穩(wěn)定的整體，這種操作是很容易出現(xiàn)工程事故的。再就是對于節(jié)點(diǎn)的焊接也是在現(xiàn)場拼接的，并沒有按照詳圖進(jìn)行施工，這樣很容易出現(xiàn)構(gòu)件位置偏差的問題。通過以上分析，將BIM技術(shù)在整個建筑工程領(lǐng)域中使用，從多個方面對建筑行業(yè)起到了促進(jìn)作用。比如實(shí)現(xiàn)了建筑工程的信息化發(fā)展目標(biāo)、提高了工程的管理水平。本文依托于新媒體中心B座項(xiàng)目建設(shè)，利用BIM技術(shù)，建立三維精準(zhǔn)化模型,對新媒體中心項(xiàng)目B座鋼結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。利用TeklaStructure自動化能力,對提料加工的問題進(jìn)行優(yōu)化，與加工設(shè)備機(jī)具結(jié)合，得到相應(yīng)的構(gòu)建數(shù)據(jù)，從鋼結(jié)構(gòu)的角度上來進(jìn)行全面的分析，以此來吸收相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)。通過運(yùn)用BIM技術(shù)對本工程鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)交叉部分環(huán)梁的模架進(jìn)行建模和計(jì)算，以計(jì)算結(jié)果為參照，對現(xiàn)場施工提供技術(shù)化交底。所以說，將BIM技術(shù)與實(shí)際工程項(xiàng)目相結(jié)合是建筑業(yè)發(fā)展的又一重大突破。（二）研究意義建筑行業(yè)發(fā)展至今，其管理模式比較散漫，并且有很多施工企業(yè)對于施工質(zhì)量、工程安全等方面的管理都不夠完善，這也便出現(xiàn)了很多的資源浪費(fèi)以及安全事故問題。在施工過程中，現(xiàn)場工況復(fù)雜且不確定因素較多，現(xiàn)場資源的運(yùn)用、施工過程與施工管理三者之間既相互聯(lián)系又處于隨機(jī)的變化中。在數(shù)字信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，BIM技術(shù)也成為建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展領(lǐng)域中的關(guān)鍵點(diǎn)，這便需要從數(shù)字化的協(xié)同設(shè)計(jì)角度上來進(jìn)行建筑模仿，解決傳統(tǒng)施工建設(shè)過程中信息交流復(fù)雜和現(xiàn)場管理困難等問題，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場施工過程可視化、信息化管理，從動態(tài)的角度上來進(jìn)行相應(yīng)的溝通，這樣也便能夠進(jìn)一步增加建筑項(xiàng)目的效益。BIM技術(shù)的融入，為傳統(tǒng)建筑行業(yè)從設(shè)計(jì)到施工建造，再到運(yùn)營管理過程提供一種新模式。二、新媒體產(chǎn)業(yè)園B座工程施工特點(diǎn)及難點(diǎn)分析（一）工程概況新媒體產(chǎn)業(yè)園B座項(xiàng)目位于邯鄲市東部新區(qū)叢臺路以南，新區(qū)經(jīng)四街以西，媧皇路以北。建筑面積41734.81m2，建筑層數(shù)地上6層，地下2層?；竟δ艿厣蠘I(yè)務(wù)用房，地下汽車庫。其造型新穎，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上鋼框架結(jié)構(gòu)，整體呈橢圓形布置。其效果圖如圖2-1所示。在-2.5m標(biāo)高處，柱子為型鋼混凝土柱，梁為混凝土梁，整體為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，并且最外一圈梁的截面尺寸為400mmx2400mm,屬于大體積混凝土。基礎(chǔ)形式為平板式筏板基礎(chǔ)。新媒體產(chǎn)業(yè)園屋蓋部分為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，平面為橢圓形，立面呈傾斜狀態(tài)，它是由65根尺寸為160mmx160mmx5mmx5mm的矩形鋼梁交叉相互交錯而成，鋼管與鋼管之間采用相貫連接。三維模型圖如圖2-2所示：圖2-1效果圖本工程地下結(jié)構(gòu)高支模部分劃分為四個區(qū)域，分別為人防和主樓頂板負(fù)二層，梁截面尺寸以650mmx1000mm為主，模板支設(shè)高度為4米，地庫頂板負(fù)一層，梁截面尺寸以450mmx950mm為主，模板支設(shè)高度為3.95米，主樓頂板負(fù)一層，梁截面尺寸以400mmx950mm為主，模板支設(shè)高度為5.65米,車庫高支模-10.15m?-1.95m14-17/K-1/M,梁截面尺寸為450mmx950mm,模板支設(shè)高度為8.2米，所有區(qū)域的混凝土板厚均為400mm。圖2-2B座整體模型圖（二）工程施工特點(diǎn)及難點(diǎn)新媒體產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)工程構(gòu)造復(fù)雜，施工精度要求高，具體有如下幾點(diǎn)。（1）本工程上部為鋼結(jié)構(gòu)，下部為混凝土結(jié)構(gòu)，下部混凝結(jié)構(gòu)的軸線與新媒體產(chǎn)業(yè)園A座工程的軸線正交，上部的鋼結(jié)構(gòu)部分的軸線與下部的正交軸線呈30°斜向放置，角度對測量定位放線提出更高的要求，一旦施工節(jié)點(diǎn)位置出現(xiàn)錯誤，將會影響整個鋼結(jié)構(gòu)體系的受力，從而產(chǎn)生巨大的安全隱患；并且在建模之前需要根據(jù)工程特征選擇適合的軟件，保證后期合模這兩部分的位置不會發(fā)生偏差。（2）深化設(shè)計(jì)難。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式復(fù)雜，有梁與梁的十字交叉節(jié)點(diǎn)、圓柱與梁的環(huán)向節(jié)點(diǎn)等共計(jì)1096種形式。科學(xué)合理的對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類優(yōu)化是本工程鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)，通過建立三維可視化模型，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯誤。（3）交叉作業(yè)多，施工工況復(fù)雜，對施工協(xié)調(diào)性要求較高。如型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋連接。（4）鋼構(gòu)件加工精度要求高。本工程結(jié)構(gòu)外觀設(shè)計(jì)新穎，節(jié)點(diǎn)形式復(fù)雜多樣，節(jié)點(diǎn)處蓋板的厚度取決于節(jié)點(diǎn)梁翼緣厚度，尺寸復(fù)雜多變，節(jié)點(diǎn)焊接和空間拼接安裝正確度很難保證，故需對提料加工問題進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的構(gòu)件加工數(shù)據(jù)，保證鋼結(jié)構(gòu)加工精度。（5）在地下混凝土結(jié)構(gòu)與地上鋼結(jié)構(gòu)之間有個高2400mm的梁的過渡層，屬于大體積混凝土，又因所處的位置比較特殊，其模板支撐體系為施工控制質(zhì)量的重點(diǎn)。（三）新媒體產(chǎn)業(yè)園B座工程施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)分析本篇文章利用BIM技術(shù)對新媒體產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目施工提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)，主要有以下幾點(diǎn)：（1）建立三維可視化信息模型利用BIM技術(shù)建立新媒體產(chǎn)業(yè)園B座項(xiàng)目可視化模型，著重對鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)交叉部位的建模精度與建模方法進(jìn)行研究，確保在后期合模過程中位置不會發(fā)生偏移。（2）鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)新媒體產(chǎn)業(yè)園鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)種類繁多且復(fù)雜，利用BIM技術(shù)對新媒體產(chǎn)業(yè)園鋼結(jié)構(gòu)部分復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，為后期構(gòu)件下料、加工以及安裝提供技術(shù)支撐，避免現(xiàn)場施工時進(jìn)行大量的變更，提高施工質(zhì)量。（3）模型數(shù)據(jù)與數(shù)控設(shè)備相結(jié)合利用BIM技術(shù)通過將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入下料軟件中，對提料加工的問題進(jìn)行優(yōu)化,并將下料數(shù)據(jù)與加工設(shè)備機(jī)具結(jié)合，得到優(yōu)化后的構(gòu)件加工數(shù)據(jù)，以達(dá)到施工速度快，安裝精度高，避免造成不必要的浪費(fèi)的效果，為復(fù)雜形式的鋼結(jié)構(gòu)施工提供一定的借鑒意義。（4）BIM技術(shù)在鋼構(gòu)件吊裝施工方法的應(yīng)用通過BIM技術(shù)對鋼梁、鋼柱順序及位置、起步吊裝進(jìn)行施工仿真模擬，對塔吊的停機(jī)位置、吊車臂長、吊車臂角度進(jìn)行可視化模擬，在進(jìn)行施工仿真模擬過程中，可以對吊裝方案進(jìn)行不斷完善。（5）基于BIM技術(shù)對模板支撐體系計(jì)算針對鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)交叉部位的環(huán)梁，運(yùn)用BIM技術(shù)，依據(jù)方案建立了三維建筑模型和部分三維高支模模型，對模架體系進(jìn)行計(jì)算。三、新媒體產(chǎn)業(yè)園B座工程施工關(guān)鍵技術(shù)（一）鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化并不是簡單的對構(gòu)件尺寸進(jìn)行修改，也不是單純的減少費(fèi)用，它需要依據(jù)相關(guān)的規(guī)范，和功能、結(jié)構(gòu)與外部形態(tài)、現(xiàn)場施工現(xiàn)狀等相結(jié)合展開整體探索。然后利用BIM鋼結(jié)構(gòu)三維模型對各種情況進(jìn)行施工模擬，根據(jù)結(jié)果綜合考慮后，使鋼結(jié)構(gòu)的成本、效益達(dá)到最佳，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理修改。而以下幾點(diǎn)需在鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化前給予更多關(guān)注:1）工程安全可靠是首要的；2）與土建工程、機(jī)電工程等專業(yè)協(xié)調(diào)工作；3）進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，充分體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)合理性；4）構(gòu)件的加工以及現(xiàn)場的安裝都是以設(shè)計(jì)圖為首要依據(jù)的；以和既有標(biāo)準(zhǔn)相吻合、對設(shè)計(jì)意圖有充分了解認(rèn)知、確保結(jié)構(gòu)安全為基礎(chǔ)，結(jié)合BIM三維模型及具體的制造加工和焊接工藝，保證整個工程的制作精度及焊接質(zhì)量，同時在工廠將復(fù)雜節(jié)點(diǎn)加工完成，便于現(xiàn)場焊接；圖紙深度能將加工圖的原來設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和鋼材的采購引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)同步滿足；前期設(shè)計(jì)工作（機(jī)電設(shè)備留洞、連接土建鋼筋等）提前完成是鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重心所在。焊接對鋼結(jié)構(gòu)工程十分重要，好的焊接工藝能成就一個偉大的建筑，一旦焊接過程出現(xiàn)問題，這個鋼結(jié)構(gòu)建筑也就沒辦法搭建起來，俗話說“成也焊接，敗也焊接”，故工作人員在追求個性造型的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，需要特別注意復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工工藝，盡量避免出現(xiàn)密集焊縫、相交焊縫。1.鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)分析B座工程設(shè)計(jì)圖紙（新媒體產(chǎn)業(yè)園）可以看出，型鋼梁間雙面鉸接現(xiàn)象比較普遍。這種節(jié)點(diǎn)連接過程中必需確保連接板（主次梁節(jié)點(diǎn)上）能正對齊次梁腹板，這是設(shè)計(jì)的基本要求。但在Tekla中生成的效果是節(jié)點(diǎn)連接板與次梁腹板并不是正中心對齊，而是一側(cè)與另一側(cè)對齊。但是用Tekla軟件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)庫建出來得形式是連接板與次梁腹板上對其或者是下對齊。要想建出正確的節(jié)點(diǎn)形式還需對現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一系列復(fù)雜操作，首先需要先把節(jié)點(diǎn)炸開，把參數(shù)按照自己需要放置的位置進(jìn)行從新調(diào)整。該工程中有大量節(jié)點(diǎn)，此法一方面會顯著增加工作量，工期會因此而延誤；另一方面出錯可能性大。所以極有必要進(jìn)行參數(shù)化節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，以此應(yīng)對上述狀況。根據(jù)該梁梁鉸接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)規(guī)定:主次梁如果存在250mm以上高度差，那么主梁將無法被連接板布滿，此時其高度則是50mm+次梁高度；從節(jié)點(diǎn)規(guī)定角度來看,主梁翼緣寬度值和板橫排螺栓數(shù)均與次梁尺寸具有正比例關(guān)系。而且只要出現(xiàn)50mm以上間距（指主梁翼緣邊與次梁控制點(diǎn)間），主梁上翼緣邊即需要增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)板。而且需要人工處理前述各程序，就此增大了出錯可能性。所以，假如在節(jié)點(diǎn)中錄入此類邏輯判斷條件，進(jìn)行主次梁數(shù)據(jù)（模型內(nèi)）讀取，基于邏輯將板厚自行確定，隨之基于次梁尺寸、螺栓數(shù)乾地補(bǔ)強(qiáng)板生成與否判斷，設(shè)計(jì)開發(fā)的效率、準(zhǔn)確性均會因此而有明顯提升。節(jié)點(diǎn)輸入界面的具體狀況同樣需要明確，只有如此二次設(shè)計(jì)思路才能有效形成并在工程實(shí)踐中加以應(yīng)用。增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)板厚度（主梁翼緣邊緣與控制點(diǎn)間距240mm量）即所謂上翼緣外接板厚度。主梁翼緣（節(jié)點(diǎn)內(nèi)）厚度是默認(rèn)值，但需要說明的是梁翼緣厚度有可能并不吻合采購板材厚度值，所以把它進(jìn)行可變指標(biāo)定義。所謂增加次梁對側(cè)加勁肋增設(shè)與否指的是在結(jié)構(gòu)布置圖基礎(chǔ)上產(chǎn)生有關(guān)判斷，也進(jìn)行可調(diào)屬性定義，以便能在調(diào)整結(jié)束條件下隨時運(yùn)用。次梁控制點(diǎn)定位、主梁翼緣補(bǔ)強(qiáng)板究意有沒有增加的必要性判斷是主梁中心和節(jié)點(diǎn)板端兩者之間距離的主導(dǎo)性功能。傳媒中心鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)種類較多，其整體形狀呈橢圓形，曲率在不斷的變化，最外側(cè)的鋼柱均為圓鋼柱，造成最外側(cè)一圈的梁柱節(jié)點(diǎn)的角度都不相同，若用Revit建族方式，很難確定節(jié)點(diǎn)的具體位置和螺栓等各種構(gòu)件間的連接形式，建模過程十分困難。TeklaStructures內(nèi)的常用節(jié)點(diǎn)總量超過六百個，節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建的基本程序有三步，首先需要選出和圖紙更相吻合的節(jié)點(diǎn)類型，其次應(yīng)進(jìn)行有關(guān)參數(shù)指標(biāo)填入，最后完成主部件次部件篩選。筆者以Tekla這款軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)（鋼結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)。由于節(jié)點(diǎn)庫的節(jié)點(diǎn)不能完全滿足此工程的需求，故我們根據(jù)圖紙信息建適合本工程特點(diǎn)的參數(shù)化節(jié)點(diǎn)族。最具代表性的就是最外側(cè)一圈節(jié)點(diǎn)（圖3-1）由1根圓管柱和3根鋼梁組合而成，每根鋼梁與圓管柱的角度都不相同，在建節(jié)點(diǎn)時確定這三個角度十分重要。首先把連接板、螺栓、加筋板、焊縫繪制出來，然后定義用戶單元，添加零件及螺栓的屬性變量，特別注意零件的規(guī)格和材質(zhì)參數(shù)，螺栓的尺寸以及間距是否符合標(biāo)準(zhǔn)，對于加筋板添加距離變量，根據(jù)次序選擇主次構(gòu)件。如圖3-2為根據(jù)參數(shù)化族設(shè)置參數(shù)得到的節(jié)點(diǎn)模型。?圖3-1鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)詳圖圖3-2鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)Tekla模型2.型鋼混凝土柱與框架梁鋼筋節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)通常主要是指由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)+普通鋼結(jié)構(gòu)的組合體，其將二者優(yōu)勢融于一身。兩者共同承受高層建筑的水平和豎向荷載，承載能力高、剛度大、耐火性較好，目前在各種大型建筑中很受歡迎。雖然型鋼混凝土結(jié)構(gòu)目前在一些大型的工程中很受歡迎，但是它還是一項(xiàng)新發(fā)展的技術(shù)，在某些方面發(fā)展的還不是很成熟，需要進(jìn)行不斷的探討。就比如施工工序這個問題，普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)目前已將發(fā)展的相當(dāng)成熟了，一些施工工序也在大量的工程中經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)總結(jié)的相當(dāng)?shù)轿涣?，但是新發(fā)展的型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)肯定不能按照之前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工工序進(jìn)行操作，想必它的工序肯定會更加復(fù)雜，特別是在結(jié)構(gòu)的縱橫向節(jié)點(diǎn)，由于型鋼的影響導(dǎo)致鋼筋安裝密度較高，既有鋼筋與型鋼的沖突，也有鋼筋與鋼筋的沖突，既加大了鋼筋安裝的難度，也最終影響到混凝土的澆筑。因此，在施工前需要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要以工廠加工可行、吊裝方便、施工時間短、現(xiàn)場焊接量少、施工質(zhì)量可控為原則，鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)施工的具體步驟優(yōu)化同步進(jìn)行，施工現(xiàn)場的次序能就此確定。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造高度復(fù)雜化的這種組合結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件（鋼筋、型鋼柱等）的種類豐富，而且均于節(jié)點(diǎn)處相互交織，無論是構(gòu)件的加工還是后期的現(xiàn)場施工都會有一定的難度。基于圖紙和三維可視化BIM模型（型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)）構(gòu)建完成相關(guān)構(gòu)件（鋼筋、梁等）的位置及其聯(lián)結(jié)策略確定，以及鋼筋穿孔的方式和位置，依據(jù)模型對現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)交底，提前發(fā)現(xiàn)圖紙中不合理的問題，制定施工方案，為型鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)鋼筋連接現(xiàn)場施工提供有力的數(shù)據(jù)支撐?；赗evit軟件外部工具（附加模塊內(nèi)）即可從.nwc文件內(nèi)導(dǎo)出鋼筋節(jié)點(diǎn)三維模型（型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)）。分析鋼筋間排布碰撞（隸屬Navisworks范疇的ClashDetective命令）檢查結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)，此類排布碰撞發(fā)生的頻率比較高。從既有型鋼柱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與碰撞報(bào)告角度來看，極有必要全面設(shè)計(jì)好型鋼柱。設(shè)計(jì)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)時應(yīng)全面衡量并綜合考慮梁到柱的部位及其截面規(guī)格，在此基礎(chǔ)上適度調(diào)整柱、梁鋼筋所處部位。讓柱（梁）鋼筋從型鋼抑或連接型鋼的構(gòu)造中穿過（基于現(xiàn)場實(shí)況），讓鋼筋與柱、梁型鋼之間的聯(lián)結(jié)與相關(guān)規(guī)范、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相吻合。該工程中梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋（型鋼混凝土）通常有四種搭接方式，本次分析設(shè)計(jì)的難點(diǎn)即在于設(shè)計(jì)型鋼梁鋼筋，柱型鋼翼緣板焊接、從柱型鋼腹板穿過、將柱型鋼繞過是型鋼梁鋼筋設(shè)計(jì)的基本途徑。梁的上、下兩排最外側(cè)縱筋和型鋼翼緣邊緣及柱最外側(cè)縱筋邊緣相交時，可將梁最外兩側(cè)縱筋彎折后從外側(cè)繞過柱鋼筋和型鋼。本工程型鋼梁的尺寸為400x950mm，型鋼柱的規(guī)格為400mmx400mm，故梁上、下兩側(cè)最外側(cè)縱筋可從型鋼的最外兩側(cè)繞過去。當(dāng)型鋼梁的上、下兩排縱筋較少時，即中間鋼筋少于4根，鋼筋同樣不能繞過型鋼柱，由于柱內(nèi)型鋼的存在，型鋼柱截面占據(jù)框架節(jié)點(diǎn)處大量的空間，框架梁主筋不能像普通的鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)那樣具備彎折和錨固空間，進(jìn)而影響框架梁縱向主筋穿過，混凝土梁上排梁中間縱筋焊接于鋼牛腿上，故在柱內(nèi)型鋼翼緣上焊接鋼筋套筒的深化設(shè)計(jì)思路。因此，需要在型鋼加工之前對梁主筋的排布位置和錨固方式進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，鋼筋在遇到型鋼構(gòu)件時，依據(jù)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，翼緣板不能打孔，腹板一般可以，故在腹板處進(jìn)行打孔穿筋。如圖3-3、3-4分別為型鋼混凝土柱中型鋼與梁鋼筋連接優(yōu)化前后的示意圖：圖3-3型鋼混凝土柱中型鋼與梁鋼筋連接優(yōu)化前示意圖圖3-4型鋼混凝土柱中型鋼與梁鋼筋連接優(yōu)化后示意圖3.鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)出圖模型搭建完成后，接下來就需要考慮出圖的問題了。一套精確而詳細(xì)的圖紙對于后期構(gòu)件加工安裝十分重要。通常情況下，最初的圖紙資料會著重考慮功能要求，進(jìn)而完成預(yù)期的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)計(jì)算外觀、功能等多個維度的需要。二次深化重點(diǎn)基于作業(yè)的視角考慮問題，對運(yùn)用原始圖紙開展作業(yè)所遭遇的各類問題進(jìn)行細(xì)化，在實(shí)際作業(yè)前加以有效處理。可以實(shí)現(xiàn)針對原本圖紙問題的可靠優(yōu)化，填補(bǔ)其中有待完善的內(nèi)容。鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，也就是進(jìn)行相應(yīng)的詳圖設(shè)計(jì)活動，在完成圖紙的基礎(chǔ)上參考布置、界面等信息，推進(jìn)有關(guān)圖紙、規(guī)范的具體內(nèi)容不斷完善，助力構(gòu)件的完善不斷優(yōu)化。在實(shí)際的處理過程中，可以參考加工廠方面所確認(rèn)的產(chǎn)出要件，以及作業(yè)條件的各類因素，同時整體計(jì)算運(yùn)輸要求、吊裝表現(xiàn)以及安裝參數(shù)等多個信息，確認(rèn)關(guān)于構(gòu)件的詳細(xì)分段信息。在后續(xù)的處理中，可將構(gòu)建架構(gòu)、梁柱的具體設(shè)計(jì)、多方面元件的詳細(xì)需求、關(guān)于焊接處理的具體工藝需求，與元件之間采用的具體連接方案等，通過專業(yè)的設(shè)計(jì)整合到圖紙內(nèi)，便捷相關(guān)人才依靠圖紙的方式，更好的掌握設(shè)計(jì)目標(biāo)與需求，配合后續(xù)的加工以及安裝等多個活動。用Tekla建模進(jìn)行出圖有一個非常方便的功能，就是模型和圖紙是時時刻刻關(guān)聯(lián)在一起的，意思就是說假如模型某部分發(fā)現(xiàn)有錯誤需要修改時，只要模型一變動，相應(yīng)的圖紙也會自動更新。這樣避免了在后期構(gòu)件加工制作時圖紙?zhí)珌y而耽誤進(jìn)程。另外，用Tekla軟件進(jìn)行出圖工作時還需要特別注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）為了方便后面構(gòu)件加工，圖紙格式需要工整，故在出圖之前需要對圖紙的屬性進(jìn)行設(shè)置，包括圖紙模板、字體字號等內(nèi)容。（2）假如現(xiàn)場急需構(gòu)件圖和零件圖，Tekla軟件為用戶提供了圖紙集的快捷命令，可快速的完成構(gòu)件圖和零件圖紙的繪制工作，還可以對圖紙的位置進(jìn)行調(diào)換。（3）圖紙需要添加各種標(biāo)記時軟件也為我們提供了便捷的編輯功能。（4）軟件還能將圖紙轉(zhuǎn)換成DWG、PDF等多種形式，方便工作人員對圖紙進(jìn)行詳細(xì)的了解。生成一個圖紙需要從三個方面進(jìn)行考慮，首先是為哪個對象創(chuàng)建圖紙，其次就是從哪個視角為特定的對象創(chuàng)建圖紙的，最后就是生成的圖紙應(yīng)該如何布置。Tekla軟件創(chuàng)建圖紙時也可以根據(jù)自己的需要添加一些表，如材料清單，修訂表等內(nèi)容。如圖3-5所示：根據(jù)項(xiàng)目需要，Tekla軟件可以出結(jié)構(gòu)平面圖、結(jié)構(gòu)立面圖、柱詳圖，梁詳圖等等圖紙。并且Teklastructures具有過濾的命令，可以把大量的圖紙按照自己的需要分批次進(jìn)行出圖。這樣工廠就可以先生產(chǎn)一批構(gòu)件，相應(yīng)的時間設(shè)計(jì)單位可以對后面的構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)或者修改的工作，大大提高工作效率，減少工程周期。同時這種大批量的自動出圖能夠減少設(shè)計(jì)人員大量的繪圖工作，減輕壓力并減少圖紙繪圖錯誤。拿到施工圖的施工人員通常都需要耗費(fèi)大量時間來閱讀理解其構(gòu)件空間構(gòu)成，而且理解的準(zhǔn)確性關(guān)不高。構(gòu)件圖紙如果過于復(fù)雜，那么構(gòu)件性質(zhì)通常無法利用數(shù)個剖面圖來體現(xiàn)，圖紙曲解及漏焊、錯焊等會隨之發(fā)生。所以必需要在圖紙上清晰的體現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜構(gòu)件的空間位置，使人一看就懂，降低差錯率。這就要求出圖過程中應(yīng)同時兼顧合理標(biāo)注尺寸、圖面布局等，而且應(yīng)將施工錯誤最小化作為考慮的重點(diǎn)。零件圖是重要的加工文件，必須要把各種定位尺寸標(biāo)清楚。構(gòu)件圖就是將很多小零件組裝在一起，通過焊接和螺栓將彼此牢牢的捆綁在一起?，F(xiàn)場安裝精度如何完全取決于構(gòu)件圖的精度，圖紙一旦出現(xiàn)錯誤，就會導(dǎo)致現(xiàn)場的構(gòu)件無法安裝，故構(gòu)件圖對于現(xiàn)場安裝是十分重要的，可見構(gòu)件圖的地位是非常高。構(gòu)件圖在出圖過程中，特別注意尺寸標(biāo)注這一問題，現(xiàn)場的施工人員在現(xiàn)場安裝的唯一參考資料便是構(gòu)件加工圖，假如某一處尺寸標(biāo)錯或者沒標(biāo)，哪怕只差幾毫米，構(gòu)件就放不進(jìn)去，現(xiàn)場的工作人員就只能停止工作，嚴(yán)重的耽誤工程進(jìn)度。Tekla軟件出圖的智能化在于它為用戶提供了許多標(biāo)注命令，比如：水平尺寸標(biāo)注、自由尺寸標(biāo)注、角度標(biāo)注、零件標(biāo)記標(biāo)注等，操作起來非常簡單且方便。其次就是對焊縫的標(biāo)注問題，依據(jù)國家標(biāo)注以及相關(guān)規(guī)范，Tekla也為用戶提供了角焊縫、坡口焊、三面圍焊、現(xiàn)場焊等常用焊接命令。最后就是編號的問題，通過對零件圖、構(gòu)件圖等圖紙進(jìn)行統(tǒng)一的編號，方便現(xiàn)場施工人員更加清晰的了解構(gòu)件制作順序以及安裝位置。圖3-5構(gòu)件圖紙（二）鋼構(gòu)件下料關(guān)鍵技術(shù)(1)復(fù)雜鋼構(gòu)件套料技術(shù)STARCAM繪圖套料軟件是由繪圖模塊(StarCAD)、套料模塊(StarCUT)和數(shù)控代碼仿真模塊(StarTEST)三個模塊組成，每個模塊可獨(dú)立運(yùn)行，也可互相調(diào)用?？梢詽M足多個類別數(shù)控切割設(shè)備的編程需求。在該設(shè)計(jì)之中三個模塊的具體功能為：其一，繪圖模塊。能夠?qū)崿F(xiàn)較為圖像制作效果，還可對此實(shí)現(xiàn)有效的編輯；支持導(dǎo)入各類CAD文件，類似于CAM等，還可以實(shí)現(xiàn)便捷的調(diào)整以及轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)關(guān)于零件圖庫的可靠管理操作；還可以實(shí)現(xiàn)對圖形較為高效的優(yōu)化處理?？梢栽诎宀闹祥_展相應(yīng)的開孔處理，同時針對零件設(shè)計(jì)相應(yīng)的路徑，可以進(jìn)行仿真處理，并且獲得加工需求的各類代碼。其二，套料模塊?？梢葬槍^多零件以及板材等采取配套的套料操作，可以滿足短線連割等相關(guān)需求，可以控制實(shí)際的穿孔規(guī)模，大幅提升最終的板材利用率，有著速度、效率等較為理想的特征，可以滿足自動、手工等多種操作的基礎(chǔ)需求，可以實(shí)現(xiàn)可靠的NC仿真模擬等處理效果，能夠進(jìn)行角度等信息的可靠調(diào)整,進(jìn)而控制具體的空程等數(shù)目，能夠快速產(chǎn)生符合需求的數(shù)控代碼。其三，仿真模塊?？蓪τ谇笆鰞纱蟛糠稚傻腘C代碼采取針對性的仿真處理,同時也支持單步驟的相應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)與追蹤，可進(jìn)行代碼的便捷調(diào)整，進(jìn)而判斷代碼的正確、合理狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)更加理想的生產(chǎn)效率，也可實(shí)現(xiàn)便捷的成本估算。(2)文件轉(zhuǎn)換打開STARCAM套料軟件，啟動StarCUT命令，將Tekla生成文件格式為CAD的零件圖轉(zhuǎn)換成格式為DWG的獨(dú)立文件。添加文件類型為DWG的零件圖，在切割下料之前需要用“CAD清除”和“CAD壓縮”功能對零件圖中的多余的線進(jìn)行優(yōu)化處理，避免后期出現(xiàn)重復(fù)切割的情況，保證了下料切割的質(zhì)量。(3)自動套料加工出的構(gòu)件精度高且最大程度的減少材料的浪費(fèi)是工廠加工制作的一項(xiàng)重大任務(wù)，故準(zhǔn)確的材料清單是極其重要的。由于此工程結(jié)構(gòu)新穎，節(jié)點(diǎn)種類多，在這種特殊的情況下，我們選用了STARCAM套料軟件和TeklaStructures相結(jié)合的的思路進(jìn)行精準(zhǔn)化排版下料。從Tekla模型中導(dǎo)出零件板的DWG格式圖紙，運(yùn)用STARCAM中的套料輸出模塊將多種零件進(jìn)行套料。啟動STARCUT程序，首先設(shè)置套料參數(shù)，根據(jù)加工需求，設(shè)置加工路徑參數(shù)，以滿足加工要求。在加工類型選擇框中選擇加工類型、補(bǔ)償方式和補(bǔ)償方向，再設(shè)置引入引出線類型、長度、位置等。參數(shù)設(shè)置完成后加入待加工的零件并給出數(shù)量，然后進(jìn)行板材套料。假如出現(xiàn)排列不理想，多個零件沒有排料，板材空隙沒有合理利用的情況，可以利用零件組合工具對零件進(jìn)行組合，以提高板材利用率。完成組合操作后在排料計(jì)劃表會增加一個組合零件，也可在右側(cè)預(yù)覽圖觀察其組合圖形。重新運(yùn)行自動排料，觀察套料結(jié)果。套料結(jié)果如圖3-6所示。圖中的虛線即為加工切割路徑。再利用仿真功能對加工路徑進(jìn)行仿真，以確定加工方式是否滿意，提高加工效率。圖3-6套料結(jié)果示意圖下料切割完成后，現(xiàn)場下料人員需要對已切割完成的零件從新統(tǒng)計(jì)一遍，統(tǒng)計(jì)完成后與零件清單進(jìn)行核對，檢查零件的完整性。并且將切割完成的零件按照拼裝順序進(jìn)行統(tǒng)一分類，為后期安裝節(jié)約找零件的時間，大大的提高加工效率。（三）鋼構(gòu)件加工通過BIM技術(shù)開展相應(yīng)的深化處理，即可完成關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的詳細(xì)加工，針對相對簡易的加工方案，通過BIM技術(shù)開展處理的效果并不顯著，針對大規(guī)模與相對特殊的架構(gòu)，能夠?qū)IM技術(shù)所具備的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)，進(jìn)一步大幅提升最終的作業(yè)效率。通過Tekla實(shí)現(xiàn)預(yù)期制作的基礎(chǔ)上，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)期加工，詳細(xì)的進(jìn)度安裝規(guī)劃針對圖紙開展分次下發(fā)處理，確保最終的工程進(jìn)度。開展相應(yīng)剛接下料的過程中，進(jìn)行預(yù)設(shè)的導(dǎo)入處理，完成預(yù)期的下料操作，通過此類方式可以大幅提升最終的下料速度，而且也能夠縮減相應(yīng)的人力投入，實(shí)現(xiàn)更加理想的效率。1.制作與加工設(shè)備能力根據(jù)本結(jié)構(gòu)工程構(gòu)件類型，選用合適的加工設(shè)備，下料設(shè)備主要采用數(shù)控火焰切割機(jī)、焊接設(shè)備主要采用自動或半自動埋弧焊、鉆孔設(shè)備主要采用數(shù)控三維鉆個別采用搖臂鉆、箱型梁主要采用BOX生產(chǎn)線、拋丸設(shè)備采用12拋頭拋丸機(jī)。2.加工制作工藝本工程鋼構(gòu)件種類繁多，且多為復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，相應(yīng)的對加工制作工藝要求就會非常高。一般的加工流程主要包括切割與焊接，選擇正確的切割與焊接工藝是本工程構(gòu)件加工制作一大重點(diǎn)。各種主要構(gòu)件均在工廠制作加工，其加工制作的基本流程如圖3-7所示圖3-7鋼構(gòu)件加工制作基本流程圖3.H型鋼梁的加工制作對H型鋼板進(jìn)行腹板、翼緣板切割前需要將鋼板放置在矯平機(jī)上進(jìn)行矯正定位，避免鋼板在切割過程中產(chǎn)生鋼板軋制應(yīng)力的問題出現(xiàn)。切割流程操作前先將鋼板的信息跟圖紙信息進(jìn)行核對，無誤后方可施工。在鋼板切割過程中為了預(yù)防零件板切割后出現(xiàn)側(cè)彎現(xiàn)象，需要將多塊板一同下料。如圖3-8所示：?焊接H型鋼需要標(biāo)記相應(yīng)的中心、定位線，而且辨別詳細(xì)的材質(zhì)以及尺寸等多個維度資料的正確狀態(tài)，確認(rèn)符合要求的情況下方才可以建立。在進(jìn)行切割處理的過程中，多個板同步開展下料，避免切割之后出現(xiàn)相應(yīng)的側(cè)彎。開展相關(guān)組立的情況下，開展相應(yīng)的丄型組立等程序，同時開展配套的定位焊接處理，后續(xù)針對丄型和翼緣板組，共同組合為相應(yīng)的H型。如圖3-9所示：圖3-8鋼板切割圖圖3-9H型鋼梁組立圖4.復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處的鋼構(gòu)件加工制作本工程涉及很多復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)，構(gòu)件數(shù)量非常多，整體的重量也非常大，對于鋼結(jié)構(gòu)的安裝要求肯定也非常高。為了提高安裝精度，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境以及安裝施工方案，經(jīng)過全面的分析，構(gòu)件在工廠下料完就直接安裝，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場直接吊裝和焊接。依據(jù)工程特點(diǎn)以及對施工方案進(jìn)行分析，并依據(jù)TeklaStructures軟件出的構(gòu)件加工詳圖對復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加工拼裝。如圖3-10、3-11所示：?圖3-10復(fù)雜節(jié)點(diǎn)Tekla模型圖圖3-11復(fù)雜節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場加工圖（四）鋼構(gòu)件吊裝1.施工起點(diǎn)及流向根據(jù)新媒體產(chǎn)業(yè)園B座建筑主體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，建筑物東西走向軸線長度為73.713m,建筑物寬度為44.5m,結(jié)合土建施工的后澆帶的位置劃分，為了加快施工進(jìn)度保證鋼結(jié)構(gòu)主體施工按時完成，為后期屋面結(jié)構(gòu)余出更多的施工時間和工作面。根據(jù)現(xiàn)場及平面圖對鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工分別從立面（施工層）以及平面（施工段）兩個方面進(jìn)行劃分。（1）施工段劃分鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)安裝分為兩個作業(yè)區(qū)（如圖4-12所示），主體鋼框架結(jié)構(gòu)分A、B兩區(qū)同時吊裝及安裝（分區(qū)），制作安裝時每層構(gòu)件先施工后澆帶西側(cè)的A區(qū)，待A區(qū)吊裝施工完畢，局部形成鋼框架整體閉合后，具備作業(yè)時再進(jìn)行B區(qū)的構(gòu)件吊裝施工作業(yè)，待整個建筑物形成整體閉合后開始施工各分區(qū)的焊接作業(yè)。圖3-12吊裝順序分區(qū)圖（2）施工層劃分1）從本項(xiàng)目總施工計(jì)劃考慮，結(jié)合本建筑的層高、結(jié)構(gòu)的總高度，為保證車間制作及現(xiàn)場安裝更好的銜接，同時保證樓層面的土建施工同時進(jìn)行；也并考慮到現(xiàn)場吊裝塔機(jī)SCM-C7030的吊裝載荷，在60m處最大吊載為3.8噸，因此制作時將鋼柱分成多節(jié)柱制作安裝。2）安裝時先吊裝-5.900m至+1.2m底部首段鋼柱，待首段鋼柱安裝調(diào)整后，土建開始進(jìn)行負(fù)一層的外包裹混凝土柱及負(fù)一層混凝土梁、樓板的施工。3）土建±0.000m以下鋼混柱及負(fù)一層混凝土梁的施工完畢，混凝土強(qiáng)度達(dá)到具備二段鋼柱安裝時，為加快鋼結(jié)構(gòu)主體項(xiàng)目的施工，鋼柱中段柱及鋼梁繼續(xù)按照A、B兩區(qū)兩個作業(yè)，同時吊裝中段柱及與中段柱相連的鋼梁的施工。待中段柱與框架梁安裝并焊接完畢后，再依次進(jìn)行上段鋼柱及相應(yīng)框架梁的安裝作業(yè)。上節(jié)鋼柱與下節(jié)鋼柱對接時要依據(jù)規(guī)范要求保證鋼柱的垂直度。4）鋼框架梁吊裝應(yīng)連續(xù)將鋼架形成整體結(jié)構(gòu)后，再進(jìn)行焊接。2.吊裝機(jī)械選擇本工程鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝可能與土建產(chǎn)生交叉作業(yè)，而作業(yè)面又都在同一作業(yè)區(qū)范圍。為協(xié)調(diào)統(tǒng)一，滿足雙方連續(xù)施工，主體鋼結(jié)構(gòu)同一作業(yè)面分為A、B兩個區(qū)進(jìn)行流水段安裝作業(yè)。A、B兩個區(qū)-5.900m至+1.2m底部首段鋼柱選用1臺80T的汽車吊，性能參數(shù)如表4-1所示。其余構(gòu)件使用塔吊吊裝，根據(jù)我施工單位現(xiàn)場的塔吊設(shè)置位置結(jié)合場地整體平面圖尺寸塔吊使用分析如下：1）新媒體B座項(xiàng)目選擇型號為SCM-C7030的塔吊，放置在本項(xiàng)目的北側(cè)，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)和該型號塔吊的相關(guān)參數(shù)分析，塔吊主要有兩種型號，分別為二倍率和四倍率，二倍率在最大臂長時吊載量比四倍率大，而四倍率在最大力距時吊載量比二倍率大；當(dāng)塔吊在二倍率作業(yè)時其在65m處能吊重為：3.29噸；60m吊重為：3.8噸；55m吊重為：4.5噸。2）鋼柱距塔吊距離：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙尺寸進(jìn)行測算，DB軸與D11軸處的鋼柱吊裝距離為64.22M（最遠(yuǎn)距離鋼柱）。依次為：63.63m,61.5m，59.32m，58.75m，55.98m。3）首段柱距塔吊最遠(yuǎn)距離的為65m,其鋼柱重量約為3.2噸；二段及其以上鋼柱重量約為3.8噸，因此在塔吊65m處大于3.29噸的鋼柱均按照單層斷開，端口位置為距鋼梁上標(biāo)高1.3m處。因此，對于相對塔吊較遠(yuǎn)外圈位置的鋼柱采用單層樓面高度斷開制作、吊裝；對于距離塔吊相對近的鋼柱按照兩個層樓進(jìn)行斷開制作及吊裝。4）鋼梁在屋面造型鋼構(gòu)架梁的最大構(gòu)件GKL5長度約17.2m,重量約3.6T,現(xiàn)場塔吊7030布置已滿足現(xiàn)場吊裝需要。表3-180T汽車起重機(jī)起升性能表吊臂長m半徑（m）12.0m16.3m20.25m24.38m32.63m36.75m40.88m3.080674.07157485.0574642.53431.56.04944.539.832.530.527.857.042.53935.68302825.723.58.03634..233.92824.822.7209.029.6827.626.32421.82018.710.025.32321.919.81917.511.02219.819.518.715.81412.02018.716.815.214.713.913.018.716.815.214.713.61214.017.615.81413.212.51115.012.813.411.91110.53.基于BIM的吊裝方案確定將建立好的鋼梁鋼柱模型導(dǎo)入Fuzor中，通過Fuzor軟件并根據(jù)吊裝施工方案對鋼梁鋼柱分別進(jìn)行吊裝模擬。對汽車吊、塔吊的停機(jī)位置和鋼梁鋼柱的起步擺放位置進(jìn)行放置，下面就是對各個施工過程的模擬成果。第一階段：按照吊裝方案將汽車吊開至指定位置，先吊A區(qū)的第一節(jié)鋼柱，如圖3-13所示：圖3-13鋼柱起吊示意圖第二階段：A區(qū)第一節(jié)鋼柱吊裝完成后，將汽車吊開至B區(qū)指定位置，汽車吊開始吊B區(qū)的第一節(jié)鋼柱，同時塔吊開始吊A區(qū)的鋼梁，如圖3-14所示：圖3-14鋼柱起吊示意圖第三階段：第二階段吊裝完成后，汽車吊作為塔吊的輔助設(shè)備，剩余鋼梁鋼柱都采用塔吊吊裝，如圖3-15所示：?圖3-15鋼柱起吊示意圖4.鋼柱吊裝本工程鋼柱類型主要有圓管柱、方柱兩種，鋼柱的安裝以下節(jié)往上節(jié)、從內(nèi)箱柱往外圈圓管的過程進(jìn)行安裝。(1)吊點(diǎn)設(shè)置鋼柱吊點(diǎn)的具體位置是頂部，可以通過臨時連接板實(shí)現(xiàn)有效的連接。(2)鋼柱的吊裝實(shí)際進(jìn)行安裝操作前，要求針對配套的予埋件開展復(fù)測處理，同時開展后續(xù)的放線處理。參考詳細(xì)的底標(biāo)高調(diào)控相應(yīng)螺帽。然后鋼柱直接安裝就位。安裝操作之前捆綁相應(yīng)的爬梯，可以便捷上下。鋼構(gòu)件下面所墊枕木如圖3-16所示。?圖3-16鋼柱起吊示意圖鋼柱完成吊升的基礎(chǔ)上，先令相應(yīng)的底板連接到地腳螺栓，將其放入到完成調(diào)控的螺帽之上，同時令相應(yīng)的中心線實(shí)現(xiàn)預(yù)期的對齊效果，四個領(lǐng)域進(jìn)行同步考慮，對準(zhǔn)或是實(shí)際的偏差歸屬于合理范疇的情況下，穿上壓板，將螺栓擰緊。即為完成鋼柱的就位工作。上部和首段鋼柱之間的處理，核心區(qū)別為具體的固定模式有所差異。相應(yīng)的鋼柱吊點(diǎn)，具體位置歸屬于上部區(qū)域，可以通過四大耳板來滿足吊點(diǎn)的相關(guān)要求。在進(jìn)行吊裝處理之前，相應(yīng)的下節(jié)頂面以及本節(jié)底面之間，所存在的渣土等污漬需要有效的消除，籍此來確保兩方面有可靠的接觸。其中實(shí)際存在的偏差、扭曲值等需要實(shí)現(xiàn)合理管控，上節(jié)吊裝的情況下需要開展相應(yīng)的反向偏移，按照節(jié)開展相應(yīng)的糾偏處理，盡可能規(guī)避誤差過多的積累。如圖3-17所示：圖3-17鋼柱吊裝過程示意圖在實(shí)現(xiàn)預(yù)期吊裝的基礎(chǔ)上，中心線需要保持良好的契合，同時四周實(shí)現(xiàn)有效的兼顧，通過耳板進(jìn)行有效固定，連入相應(yīng)的螺栓，完成處理的基礎(chǔ)上配合相關(guān)夾板，同時快速安裝纜風(fēng)繩，籍此來達(dá)成預(yù)期的穩(wěn)固效果。在鋼柱處理的基礎(chǔ)之上，就能夠?qū)崿F(xiàn)初校的目標(biāo)，便捷后續(xù)的安裝。在實(shí)際吊到200mm的情況下，需要足夠的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)有效對準(zhǔn)之后，遲緩的下落，該環(huán)節(jié)需要規(guī)避磕碰等問題的出現(xiàn)，在實(shí)際產(chǎn)生接觸之后需要暫停下落活動，判斷具體的對準(zhǔn)等信息，若是存在沖突需要進(jìn)行調(diào)控，確保實(shí)際的誤差小于3mm區(qū)間，再度進(jìn)行下落處理，籍此來實(shí)現(xiàn)有效的落實(shí)，拉緊四大方位的纜風(fēng)繩,實(shí)現(xiàn)有效地?cái)Q緊處理，若是實(shí)際的環(huán)境存在局限，不應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)纜風(fēng)繩的情形，可在具體方位使用硬支撐的模式實(shí)現(xiàn)有效的固定以及校正。如圖3-18所示：圖3-18鋼柱吊裝校正和調(diào)整示意圖在相關(guān)鋼柱實(shí)現(xiàn)預(yù)期的臨時固定基礎(chǔ)上，需要基于測量工所進(jìn)行的相應(yīng)測定活動，依靠倒鏈、楔子等方式來實(shí)現(xiàn)對偏差問題的可靠校正。需要針對相應(yīng)的鋼柱和基礎(chǔ)進(jìn)行固定處理，整體框架在并未產(chǎn)生特殊框架之前，無法負(fù)擔(dān)涵蓋自重的相關(guān)荷載，需要設(shè)定相應(yīng)的支撐點(diǎn)以及鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的平穩(wěn)效果。唯有獲得符合需求的穩(wěn)定體之后，支撐方才可以有效拆除。新媒體主體結(jié)構(gòu)地面以上結(jié)構(gòu)由于受制作、運(yùn)輸及吊裝設(shè)備等綜合因素考慮，每段鋼柱的吊裝均需多次復(fù)測和調(diào)整，吊裝完復(fù)測尺寸無誤后再進(jìn)行下道工序施工。如圖3-19所示為現(xiàn)場對鋼柱的吊裝圖：?圖3-19鋼柱現(xiàn)場吊裝圖5.鋼梁吊裝實(shí)際的架構(gòu)歸屬于多層鋼框架的范疇，相關(guān)的鋼梁規(guī)模較為龐大，達(dá)到了鋼柱的數(shù)倍，在實(shí)際就位的情況下，需要依靠螺栓來實(shí)現(xiàn)有效的確認(rèn)。其中具體的連接模式，涵蓋相應(yīng)的栓接以及栓焊等構(gòu)成部分。通過臨時螺栓開展相關(guān)的固定處理就可以符合要求，等候調(diào)校完成的情況下，運(yùn)用相應(yīng)的高強(qiáng)螺栓，同時參考具體的設(shè)計(jì)等需求開展初擰、焊接等處理。（1）鋼梁吊點(diǎn)的設(shè)置鋼梁吊裝時為保證吊裝安全及提高吊裝速度，安裝鉚工應(yīng)提前按照圖紙將使用的鋼梁對照編號找出所在安裝位置，并提前做好吊裝點(diǎn)標(biāo)記，以便吊裝使用。吊裝過程中能夠參考鋼絲繩綁扎于1/3的位置。實(shí)際的角度參數(shù)需要低于45°。為保障最終的安全性，避免出現(xiàn)割斷等問題，需要針對綁扎位置開展防護(hù)。如下圖3-20所示：?圖3-20鋼梁吊點(diǎn)示意圖（2）鋼梁的就位與臨時固定1）因本框架設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)大部分均為腹板，采用雙夾板高強(qiáng)栓連接，因此鋼梁吊裝時為便于鋼梁的吊裝臨時固定，在鋼梁兩端上翼板處焊接臨時水平掛件，掛件尺寸為12mmx80mmxl20mm,待鋼梁安裝螺栓終擰完畢后，再將此臨時掛件割掉，焊口打磨平整并補(bǔ)刷油漆。2）鋼梁吊裝時應(yīng)按照嚴(yán)格的順序進(jìn)行吊裝，保證在短時間內(nèi)形成框架。3）鋼梁安裝時在高強(qiáng)螺插入前用臨時螺栓固定后進(jìn)行位置微調(diào)。4）安裝后應(yīng)及時拉設(shè)安全繩，以便于施工人員行走時掛設(shè)安全帶，確保施工安全。將建立好的鋼梁模型導(dǎo)入Fuzor中，通過Fuzor軟件對鋼梁進(jìn)行吊裝模擬。如圖3-21所示：圖3-21鋼梁吊裝過程圖（五）環(huán)梁模架施工方案確定此處環(huán)梁的結(jié)構(gòu)形式比較特殊，由圓柱與梁組成近似環(huán)形的折線形狀，并且圓柱與周邊兩側(cè)梁相交的角度也不一樣，作為混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的過渡層，梁截面尺寸為400x2400mm,梁跨為9m,如圖3-22所示。參考住建部令第37號，針對混凝土模板所采取的支撐設(shè)計(jì)：實(shí)際鋪設(shè)高度超過8m,或是實(shí)際的跨度參數(shù)大于等于18m,又或是整體荷載15kN/m，或者更高等，故此處的梁屬于高支模的范疇，其模板搭設(shè)就不能按照普通的框架方案進(jìn)行搭設(shè)，具有一定的危險(xiǎn)性。傳統(tǒng)的模板施工都是技術(shù)人員憑借圖紙和模板搭設(shè)方案，并結(jié)合現(xiàn)場的施工工況進(jìn)行技術(shù)交底，精確度很低、可視化效果不理想。針對此環(huán)梁難點(diǎn)，利用BIM技術(shù)對整體環(huán)梁模板支撐方案進(jìn)行驗(yàn)算，以此為參考，對施工進(jìn)行技術(shù)交底。?圖3-22鋼梁吊裝過程圖1.環(huán)梁模架搭設(shè)方案（1）荷載設(shè)計(jì)表3-2模架荷載參數(shù)表模板及其支架自重標(biāo)準(zhǔn)值G1k(kN/m2)面板面板及小梁樓板模板新澆筑混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值24G2k(kN/m3)混凝土梁鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值1.5混凝土板鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值G3k(kN/m3)G3k(kN/m3)施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik(kN/m2)3支撐腳手架計(jì)算單元上集中1堆放的物料自重標(biāo)準(zhǔn)值Gjk(kN)模板支拆環(huán)境是否考慮風(fēng)荷是載表3-3模架設(shè)計(jì)表結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)Y01.1腳手架安全等級I級新澆混凝土梁支撐方式梁兩側(cè)有板，梁底小梁平行梁跨方向梁跨度方向立桿間距l(xiāng)a(mm)400梁兩側(cè)立桿橫向間距l(xiāng)b(mm)700步距h(mm)750新澆混凝土樓板立桿間距l(xiāng)'a(mm)、lb(mm)800、800混凝土梁距梁兩側(cè)立桿中的位置居中梁左側(cè)立桿距梁中心線距離(mm)350梁底增加立桿根數(shù)1梁底增加立桿布置方式按梁兩側(cè)立桿間距均分梁底增加立桿依次距梁左側(cè)立桿距離(mm)350梁底支撐小梁最大懸挑長度(mm)150梁底支撐小梁根數(shù)4梁底支撐小梁間距133每縱距內(nèi)附加梁底支撐主梁根數(shù)1結(jié)構(gòu)表面的要求結(jié)構(gòu)表面隱蔽設(shè)計(jì)簡圖如圖3-23所示：圖3-23環(huán)梁模架設(shè)計(jì)簡圖（2）模架計(jì)算(1)面板驗(yàn)算表3-4模架面板參數(shù)表面板類型覆面木膠合板面板厚度t(mm)12面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值16面板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1.5[f](N/mm2)b](N/mm2)面板彈性模量E(N/mm2)7300 取單位寬度b=1000mm，按三等跨連續(xù)梁計(jì)算，分別從強(qiáng)度和撓度兩方面進(jìn)行驗(yàn)算，都滿足要求，具體計(jì)算如下：① 強(qiáng)度驗(yàn)算Mmax=0M1靜L2+0.117%活L2=0.169KN-mb=Mmax/W=0.169x106/24000=7.023N/mm2<[f]=16N/mm2② 撓度驗(yàn)算vmax=0.677q2L4/(100EI)=0.125mm<[v]=L/250=133.333/250=0.533mm(2)小梁驗(yàn)算表3-5模架小梁參數(shù)表小梁類型方木小梁截面類型(mm)40x70小梁抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值11.44小梁抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1.232[f](N/mm2)b](N/mm2)小梁截面抵抗矩W(cm3)32.667小梁彈性模量E(N/mm2)7040小梁截面慣性矩I(cm4)114.333小梁計(jì)算方式簡支梁為簡化計(jì)算，按簡支梁和懸臂梁分別計(jì)算，分別從抗彎、抗剪和撓度三方面對小梁進(jìn)行驗(yàn)算，都滿足要求，具體計(jì)算如下：① 抗彎驗(yàn)算Mmax=max[0.125ql12,0.5ql22]=0.156KN-mb=Mmax/W=0.156x106/32667=4.79N/mm2<[f]=11.44N/mm2② 抗剪驗(yàn)算Vmax=max[0.5ql1，ql2]=max[0.5x13.908x0.2,13.908x0.15]=2.086KNrmax3Vmax/(2bh0)=3x2.086x1000/(2x40x70)=1.118N/mm2<[r]=1.232N/mm2③ 撓度驗(yàn)算叫=5q'l「/（384EI）=0.023mm<[v]=11/250=200/250=0.8mmv2=q'l24/（8EI）=0.071mm<[v]=212/250=2x150/250=1.2mm（3）主梁驗(yàn)算表3-6模架主梁參數(shù)表主梁類型鋼管主梁截面類型(mm)①48x2.7主梁計(jì)算截面類型(mm)①48x2.7主梁抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205[f]（N/mm2）主梁抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值125主梁截面抵抗矩W(cm3)4.12[T]（N/mm2）主梁彈性模量E(N/mm2)206000主梁截面慣性矩I(cm4)9.89分別從抗彎、抗剪和撓度三方面對主梁進(jìn)行驗(yàn)算，都滿足要求，具體計(jì)算如下：①抗彎驗(yàn)算b=MmaX/W=0.292x10°/4120=70.847N/mm2<[f]=205N/mm2②抗剪驗(yàn)算Vmax=4.507kNrmax=2Vmax/A=2x4.507x1000/384=23.47