BIM技术在西安奥体中心体育馆幕墙工程中的应用研究

何召翔

成都江河幕墙系统工程有限公司 四川 成都 610000

引言

体育馆呈圆形花瓣形状，主体为钢筋混凝土框架结构，屋面采用钢结构。新建体育馆造型新颖，设计理念超前，占地面积大，体量大，配套功能多，专业齐全，结构复杂，专业设计复杂，工艺先进，新工艺应用多。在建造过程中，项目管理由经验丰富的人员来承担，管理者须有强的策划性、组织性、控制性、协调能力及应变能力，还要熟悉建筑知识和结构设计功能，善于调动各方向力量。

1 公司及项目简介

1.1 公司简介

成都江河幕墙系统工程有限公司，主营区域为西部，主营幕墙设计与施工。主要精品有陕西第一高西安国瑞金融中心幕墙工程，重庆第一高重庆万科458幕墙工程，甘肃第一高兰州鸿运金茂幕墙工程等。

1.2 项目特点

第一，单元体尺寸超大、幕墙结构形式复杂、工艺出图及加工难度大。第二，模型复杂，幕墙向外倾斜角度大，施工安装难度大。第三，施工现场工作面不全，交叉作业工序多，施工环境复杂、工期要求紧。第四，幕墙附属钢件定位全部采用三维坐标点控制、安装精度要求高[1]。

2 BIM组织与实施

2.1 采用BIM主要原因

项目专业性强，施工精度要求高，作为特大型甲级体育建筑，专业性强，工序穿插复杂，规划施工难度大，施工精度要求高，需采用BIM技术进行深化设计、协同管理。组织难度大，协调施工需保障，项目体量大，幕墙、土建、屋面、 钢结构及机电多专业同时施工，各专业空间交叉作业，工序穿插，各专业协调施工难度大，亟须BIM技术进行管理协调。项目定位高，建造水平要求高，作为1.8万座特大型甲级体育建筑，将举办2021年第十四届全运会，打造西北地区体育项目领航者，项目质量目标为“鲁班奖”，行业影响力大，需要整体提升工程的建造质量和建造水平。

2.2 BIM综合应用

以设计为导向，以管理促落实，探索BIM深度。应用方案设计阶段，业主建议大三角整体板块整体吊装，我司通过模型分析对比，结合成本、工期、质量、安全等方面，争得业主同意最终优化为大三角整体板块拆分成20个小单元板块。设计深化、建立BIM设计模型在Rhino中节点优化设计：单元体转接件由单边调节优化为双边调节。在Rhino中节点优化设计：通过Rhino建模分析，发现原设计方案转角牛腿处无单元体挂接点且牛腿与H型钢焊接质量无法保证。通过Rhino建模优化，将H型钢端部连接，不仅增加了单元体挂接点，还可以保证焊接质量。在Rhino中细化连接节点使用单元体标准米子缝处铝龙骨模型。通过Rhino建模分析，进行幕墙与H型钢碰撞检查，使型材尽早避位以便于后续快速工艺出图。单元体顶部利用BIM模型，完成转接件精确加工和三维定位，误差可控制在5mm以内，以保证单元体安装的精度要求。单元体铝龙骨整体建模，与主体钢结构、H型钢及钢转接件进行碰撞检查，提前发现各相关构件冲突点，确保工厂加工和项目安装有序有效进行。BIM解决各专业交叉与专业协调问题：体幕墙顶部与屋面交接处，因幕墙板块需安装在钢结构钢龙骨上，而屋面已在安装，如果屋面全部安装完毕则幕墙将无法安装。经业主协调周圈与立面幕墙部分的屋面安装，需在幕墙安装完成后进行。Rhino的3dm文件导入pro-e生成完整工艺参数模型：工程铝板单元体及窗花单元体约2.5万m2，从型材选型、配料方案、拼缝处理等方面通过BIM导出模型进行三维深化设计出图，最后导入pro-e，实现工厂智能机床定尺加工制作，指导现场安装。自动化、智能化出图，只需要两天，相比传统工艺效率提升巨大。根据pro-e软件导出stp参数模型，用POMCAM软件导入数控机床进行智能加工。幕墙单元板块采用工厂机械化组装生产模式，节约加工组装时间。工厂化的产品，精细化程度高、更可靠。

2.3 模型整合

设计阶段，使用BIM建模软件，如CAD、犀牛等软件建立各专业信息齐全的深化模型。在同一坐标系下对各专业单体模型进行定位后，通过模型文件格式转换将各专业单体模型统一整合，最后形成Revit或Navisworks格式的BIM模型，用于下一阶段的碰撞检查。通过BIM技术，现场幕墙单元体板块采用模块化装配式安装，能更加有效控制安装偏差，实现现场快速施工，比传统非装配式安装节约约45天。项目采用GYS平台对进场的材料进行统计和录入，与BIM提取的工程量进行对比。辅助BIM精准算量，利用云筑网平台进行透明招采、按需进场，采用BIM软件生成的二维码扫描将进场材料录入平台自动统计，实现了物资的精细化管理。项目采用BIM5D对本工程进行质量管理，节约了大量人力物力。项目采用BIM5D云管理平台，通过手机端将施工现场发现的质量、安全等问题数据上传，落实相关责任人即刻整改，整改后及时回复并关闭该问题。项目商务部门与BIM工作室紧密联动，施工现场临时设施、二次措施、幕墙用H型钢安装、单元体安装等均由BIM深化设计模型提取详细工程量清单，由商务部对工程量进行校核和提资，使BIM工作流水化。运用广联达BIM软件，在出具配模图纸的同时，自动提取了铝板、玻璃、钢材、紧固件、五金件等材料工程量，为材料用量管控、结算提供了准确依据。

3 结束语

项目利用BIM前期介入设计，将施工融入设计，在施工之前解决了大量图纸的错漏问题；深化设计工作贯穿项目管理全过程，钢结构深化设计、转接件深化设计、幕墙细部节点深化设计等做到落地应用；项目深度应用BIM+VR技术，辅助进行设计方案比选、设计优化，并且作为虚拟样板间，代替了传统的实体样板间；项目应用BIM技术出具工艺参数模型、构件拆分图和加工大样图，进行体育馆单元体装配式幕墙的探索应用。从业主运维角度出发考虑，建立BIM应用模型，同时参与BIM运维相关事宜。