BIM技术在天津大学体育馆中的应用

,BIM技术在天津大学体育馆中的应用,中建二局第四建筑工程有限公司,第1页,申报奖项,最佳BIM企业奖,申报,“空间定位”BIM拓展应用奖（单项）,第2页,目录,工程概括工程重点难点BIM团队介绍软件应用类型说明本工程BIM技术应用特点和创新点,工程项目应用BIM过程中技术线路和解决方案,总结工程应用BIM技术的体会,第3页,中建二局第四建筑工程有限公司简介,中建二局第四建筑工程有限公司具有房屋建筑施工总承包壹级，1952年成立，先后参加了长春第一汽车制造厂、国家第一重型机械厂、第二重型机械厂等早期国家重点项目建设，参加了唐山震后恢复建设。目前，经营区域以环渤海、珠三角等地区为核心，辐射北京、天津、河北、黑龙江、广东等十几个省市。公司承接了多个大型工程，如唐山万达、哈尔滨万达城、北京大瓦窑经济适用房、天津开发区三星、富士康代建厂房等新一批形象工程相继施工，工程在施面积突破900万平方米，年营业规模超过50亿元以上，公司信用等级常年保持AAA级，公司于1996年通过ISO9002质量保证体系认证。,第4页,中建二局第四建筑工程有限公司简介,第5页,第一部分工程概况,天津大学新校区综合体育馆是由中国建筑设计研究院（鸟巢中方总设计师-李兴钢为回报母校）设计，该场馆是可容纳15000人的综合类省级体育场馆，包括球类、田径、游泳、健身、极限运动于一体的综合体；建筑面积18006，地上2层，地上面积17216，地下1层，地下建筑面积790；地下深度约6.3米。屋面最大跨度24*52米混凝土拱壳结构与19.32米混凝土薄壁锥形柱相连接（其中：拱壳屋面、锥筒部分内墙面采用木模混凝土外露，表面透明防护处理），拱壳的屋面形态结合7.9*5.9米高侧窗的采光方式，较好的解决了运动场地自然采光和有效避免眩光，该体育场馆是天津大学校园建筑传统的当代延续。,第6页,第一部分工程地理位置,第7页,第一部分重难点综合分析,第8页,BIM团队介绍,中建二局四公司BIM中心成立于2012年，公司总工王全逵为项目组组长，邢丹、刘坤、刘海涛3个副组长分别负责项目协调，技术支持、项目实施，由建筑专业、结构专业、设备专业3个组操作实施。,第9页,BIM团队介绍,第10页,软件应用类型说明,本次项目统一采用2013正版revit与naviswork软件。其他相关辅助软件：鸿业建筑与设备，天正建筑2014，相应项目文件整合软件。,第11页,软件应用类型说明,本次项目统一采用2013正版revit与naviswork软件。其他相关辅助软件：鸿业建筑与设备，天正建筑2014，相应项目文件整合软件。,第12页,本工程BIM技术应用的特点和创新点,特点:该工程多为异形曲面结构，二维图纸上不能精确表述截面尺寸、结构变量，且异形构件多为一次浇筑清水砼；异形结构包括：薄壁锥形柱、拱形屋面、贝壳屋面、波浪形屋面、Y型柱、曲面凸起墙体等。,创新点：应用BIM技术解决CAD二维图纸无法表述的构件截面尺寸及结构变量；通过深化设计让施工人员更直观地看到异形结构所需的工程材料、方位，能够精准地算出工程所需材料，提高人、材、机的综合调配，节约工期。,第13页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,工作室创建重难点族库，标准样板文件,根据该体育馆的特殊性，项目部总结出施工中的重难点，及时组建项目bim深化设计工作室。1工作室针对重难点部位单独创建族文件并载入项目中运用。2工作室专门制定项目难点标准样板文件，用于施工建模。,第14页,采用局域网协同方式分成3组/3人创建模型，提高建模进度,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第15页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,构件特点1、薄壁锥形柱组成：底截面：四种不同半径的圆弧逐渐过渡拼接而成；顶截面：矩形；由上述两种截面所形成的立体图形内外表面不平行，为不规则曲面，具体形状无法以弧度或半径等参数进行准确描述。2、混凝土表观为木模外露效果，要求一次性浇筑完成，不允许修补。室内木模混凝土结构外露面即结构完成面，模板统一采用宽度约100mm的木方。,木模外露混凝土的设计理念,难点一、薄壁锥形柱,第16页,1、解决定位问题,剖面图,对应平面截面图,对应平面截面图,通过BIM建模深化设计，可得出任意高度上的截面尺寸并辅助坐标网格进行现场模板的配置。根据具体模型指导现场进行机具安排、砼浇筑等工作。,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第17页,2、解决预排模板问题,1.室内木模混凝土结构外露面即结构完成面，模板统一采用宽度约100mm的木方，施工前利用BIM对展开面进行模板预排，从而达到效果提前模拟，节约时间及材料成本。其效果模拟后由设计单位确认，可以精确把握设计意图。2.图纸中异形屋面也为木模外露混凝土，需要预排模板：具体要求如下：共享大厅钢筋混凝土曲面模板沿平行于A轴方向错缝排列。1号馆钢筋混凝土拱壳模板沿平行于1轴方向错缝排列。2-4号馆钢筋混凝土拱壳模板平行于A轴方向错缝排列。游泳馆钢筋混凝土拱壳模板沿锥面径向辐射错缝排列，模板数量均匀递减。,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第18页,难点二、拱形屋顶,拱形屋顶特点内外表面为不同圆心不同半径的圆弧组成，因此内外弧不平行，拱壳厚度是由两侧向中央渐变的。拱形屋面单个拱壳横向跨度6.5m，纵向跨度20m,起拱高度4.838m,总体屋顶面积1092。屋面内侧要求形成木模外露混凝土效果，屋面混凝土必须一次浇筑成型。,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第19页,拱形屋顶专项解决方案1.利用BIM准确计算不规则屋面板的混凝土工程量，准确把控一次性浇筑所需的混凝土量，以保证浇筑的最终效果，同时避免材料的浪费。2.板厚控制：由于板厚尺寸渐变，每隔2m设置一个板厚复查点，该点板厚由BIM准确提供。,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第20页,1.贝壳（直纹曲面拱壳）屋顶的框和面的结构厚度不同，两侧向中间逐渐变薄。2.对于异形构件，二维图纸不易于指导施工，三维模型可进行细部剖析。3.三维模型可实时观察、测量构件尺寸。4.采用24.8*3.05米的高侧窗附着于贝壳形清水混凝土直纹曲面拱壳屋顶的准确定位是本工程中的一大难点5.建模上达到施工要求有一定的难度，细化工作占据很大的工作量。,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,难点三、贝壳屋顶,第21页,1.混凝土Y型柱结合图纸高度，利用拉伸命令建立相应的标准构件，同时结合相应标高准确的放置在相应的位置。,难点四、砼Y型柱,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,2.同时在制作族过程当中，添加相应的材质和几何参数信息，在项目中即可对构建进行参数化控制。,第22页,构件特点：1.由相应横向纵向梁体搭接框架梁，由纵向不同高度梁体组合成波浪形状，再由上下两片梁片拼接而成整体。2.此次建模需建立整体模型，可根据不同高度点确定梁体方位。,难点五、波浪曲面屋顶,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第23页,波浪形屋顶专项解决方案1.根据BIM模型可得出精确位置标高;2.跨梁截面形状及高度;3.准确定位搭接位置;4.分析具体构造.,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第24页,构件特点：1.锥型曲面屋顶不符合常规的屋顶类型，同时根据施工要求需搭接到相应的梁体上存在很大的建模难度。2.此次建模方案为屋顶梁体和搭接梁体一起建模，做成组合构件的形式。即可达到模型图纸标准数据的要求也可以很好的和下面梁体结合在一起。,难点六、锥形曲面屋顶,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,1.此次解决方案为屋顶梁体和搭接梁体一起建模，做成组合构件的形式。即可达到模型图纸标准数据的要求也可以很好的和下面梁体结合在一起。2.交叉布置的水平摆线锥拱壳屋顶构造，室内木模混凝土结构外露面即结构完成面，模板统一采用宽度约100mm的木方，施工前利用BIM对展开面进行模板预排，从而达到效果提前模拟，节约时间及材料成本。,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第25页,第26页,构件特点：1.异形曲面墙非常规构件，不是常规曲线，异型特点极其复杂，用其他三维模型建模容易，但无法准确出图2.此次建模采用CAD图纸上不同高度弧形，进行融合，生成标准构件。3.异形曲面墙体是由构造柱网格外嵌清水页岩砖组成，为达到其建筑效果，清水墙的排砖布置尤为重要，通过BIM深化设计，模拟清水外墙砖的排布，实现最优的建筑效果。,难点七、异形曲面墙,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第27页,曲面墙解决方案,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,1、通过BIM建立准确建立定位坐标网格2、现场根据网格定位在地面进行模板放样拼装。,通过BIM对实体墙的形状模拟确定最优排砖图,第28页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,建模阶段,第29页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第30页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,出图阶段方案,第31页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,工程量统计,土建工程量,第32页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第33页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,优化阶段,第34页,6,工程量统计，通过BIM模型提取的料单，指导施工现场所需物料的进场,BIM模型中的清单,算量软件中的清单,分阶段统计工程量,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第35页,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,四维施工模拟,第36页,四维施工模拟动画,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第37页,降低成本8万元,降低成本12万元,通过以上难点解决，共计节约成本55.6万元,降低成本6.6万元,降低成本5.3万元,降低成本9万元,降低成本1.5万元,降低成本3.3万元,节约成本及人工费2.1万元,节约成本及人工费7.8万元,第二部分BIM技术实施过程与解决方案,第38页,1.该场馆使用异形曲面结构多，无