凤凰国际传媒中心BIM应用参赛成果

凤凰国际传媒中心钢结构设计、施工技术

BIM应用参赛成果介绍北京天润建设有限公司SteelProcessing

一、公司简介北京天润建设有限公司北京天润建设有限公司成立于1998年，是世界企业500强中冶集团的北京区域公司，也是中国二十二冶集团的全资子公司，是一家从事房屋建筑总承包、装饰装修、机电设备安装、钢结构制作与安装、市政公用工程施工的综合性大型国有企业。北京天润注册资本金2亿元，银行资信AAA级，具有房屋建筑工程施工总承包壹级资质，建筑装修装饰工程、钢结构工程、机电设备安装工程三项专业承包壹级资质，市政公用工程总承包以及预拌商品混凝土叁级资质。北京天润人才济济、专业齐全、技术先进、装备精良、文化和谐。现有教授级高级工程师20人，中、高级职称人员271人，各类岗位注册人员505人，本科以上学历人员占职工总数的70%以上。公司制度健全、管理体系完善，通过了GB/T

19001－2008质量管理体系、GB/T

24001－2004环境管理体系和GB/T

28001－2011职业健康安全管理体系认证。一、公司简介北京天润建设有限公司

北京天润成立以来先后承建了大批公共建筑、高档住宅和工业建筑等项目，十几项工程分别获得国家建筑业鲁班奖和国家优质工程奖、全国用户满意工程等奖项。公司先后荣获全国重合同守信用单位、全国优秀施工企业、全国建筑业AAA级信用企业、全国工程建设质量管理优秀企业等荣誉。

北京天润以“创新提升、做强做优、科学发展、长富久安”为发展总战略，践行“敬业、忠诚、团结、进取”企业精神和“诚信社会为本，客户满意为荣”的经营理念，坚持北京区域为主并辐射其他地区的市场定位，将提高总承包能力、提升企业核心竞争力、增强持续发展能力作为基本任务，着力建设精品工程，切实履行社会责任，推进公司走创新提升式发展之路，向着行业领先、品牌知名、在国内具有较强竞争力的一流建筑企业的目标奋勇前进。二、项目简介北京天润建设有限公司

凤凰国际传媒中心位于北京市朝阳区朝阳公园西南角，建筑面积64973m2。凰国际传媒中心主塔楼工程，外形造型独特，变化丰富，结构楼层为地下3层，地上10层，建筑高度为54m。结构工程主要包括核心筒钢骨柱和外框架钢结构两部分。外框钢柱由地下十字型钢柱经圆管截面过渡为箱型截面，本工程主要材料为Q345B-Z15（部分与外部连接钢板为Q460GJD-Z15）。转换节点图北京天润建设有限公司二、项目简介结构三维模型图

现场施工图三、采用BIM技术的原因北京天润建设有限公司目前，钢结构工程的设计大多构造奇特且富于变化，主体外形多样、节点连接复杂、空间角度各异，弯扭拱跨多变，单体构件日趋复杂和无规则，对于钢结构的深化设计、工作制造、现场安装难度越来越大。因此只使用平面设计对施工很难做到准确，为了更好的指导现场施工，避免失误与返工，同时便于准确统计工程量。我们采用了BIM技术进行深化，将抽象的结构更直观的展现给施工人员，以达到方便施工的目的。同时也为了更适应未来钢结构行业的发展。四、BIM团队介绍北京天润建设有限公司成员姓名项目分工学习应用BIM概况严洪丽BIM总负责

认知现行行业包括建筑业、工业的BIM应用情况，对BIM实施过程的软件有一定的认知理解，所掌握的BIM软件有：AutodeskCAD、TeklaStructures、Revit、ArchiCAD、Navisworks、Synchro、Rhino、Solidworks、Ansys、catia、Autodesk3dsMax、AutodeskEctecot、sketchup、PKPM、云端应用。孙海BIM副总

掌握项目BIM具体实施及BIM软硬件配置，熟知BIM实施的整个流程，所掌握的BIM软件有：AutodeskCAD、TeklaStructures、Revit、ArchiCAD、Navisworks、Synchro、Rhino、Solidworks、Ansys、catia、Autodesk3dsMax、云端应用。魏殿伟BIM实施AfterEffects对视频进行合成、特效制作，AutodeskCAD绘图建模，Revit建模，Navisworks碰撞检查，4D模拟，Synchro4D模拟，Autodesk3dsMax，云端应用刘昌岑BIM实施AutodeskCAD绘图建模，Revit建模，Navisworks碰撞检查，4D模拟，Synchro4D模拟，Autodesk3dsMax，云端应用安华杰BIM实施AutodeskCAD绘图建模，Revit建模，Navisworks碰撞检查，4D模拟，Synchro4D模拟，Autodesk3dsMax，云端应用贾利民BIM工程师AutoCAD绘图、建模，Autodesk3dsMax建模，Revit建模，TeklaStructures建模谢辉BIM工程师AutodeskCAD绘图建模，Revit建模，TeklaStructures建模，Navisworks碰撞检查，4D模拟，Synchro4D模拟，Autodesk3dsMax，云端应用于海龙BIM工程师AutodeskCAD绘图建模，Revit建模，Navisworks碰撞检查，4D模拟，Rhino，Solidworks，Synchro4D模拟，Autodesk3dsMax，AutodeskEctecot，Autodesk3dsMax，云端应用毕强BIM工程师AutodeskCAD绘图建模，Revit建模，Navisworks碰撞检查，4D模拟，Synchro4D模拟，Autodesk3dsMax，云端应用朱向军BIM工程师Autodesk3dsMax建模、动画、渲染AutoCAD绘图、建模，AdobePhotoshop图片后期处理，AfterEffects对视频进行合成、特效制作。五、BIM应用的软硬件配置北京天润建设有限公司1、本工程采用的软件有：软件名称及版本简述完成的工作TeklaStructures13.0建立三维结构模型、复杂节点建模辅助设计、施工详图设计、碰撞校核、材料清单、构件表和构件清单、传递数据到Revit、Navisworks、3DmaxAutodeskCAD2008查看和交流施工图纸Microsoftoffice2007办公文档MicrosoftProject2007编制进度计划、数据导入Navisworks模拟4dNavisworksManage20104d模拟、帮助优化施工顺序和方案FastCAMSoftware把BIM模型生成的零件排版，生成机代码传给数控切割自动下料GOMTRITOP使用比例尺确定比例，三维编码点确定坐标，用TRITOP相机进行测量，最后导入软件进行三维建模，构件仿真测量。五、BIM应用的软硬件配置北京天润建设有限公司BIM应用软件的最有效的功能和需要改进的功能如下：TeklaStructures13.0：

最有效的功能：通过模型快速的生成cad图纸；模型可以快速的生成构件清单、材料清单和螺栓清单等；对构件进行碰撞校核。浩大的节点库，满足您各式连接的需要一系列的接口使得您在设计的全过程中都能快速准确地和其他BIM软件传递模型数据。

需要改进的：增加扭曲构件的模型建立；折梁重量计算有误；增加建立空心球构件；提高碰撞校核的速度。北京天润建设有限公司五、BIM应用的软硬件配置AutodeskCAD2008最有效的功能：

最广泛的应用数量，人员之间传递图纸数据无障碍；Office2007和Project2007最有效的功能：

微软的办公软件为大多数人使用，人员之间传递数据无障碍；Navisworks2010：最有效的功能：碰撞检查生成可视报告；4D模拟和一些进度软件的配合使用；能够进行施工现场布置。需要改进的功能：1.软件内的构件无法进行移动；2.渲染效果不好。北京天润建设有限公司五、BIM应用的软硬件配置FastCAMSoftware有效功能：

绘图模块――专门为数控切割而开发，可以简便快速地绘制适合套料编程和切割的零件图形（1）支持DXF/DWG2种文件，进行AutoCAD图片的清除和压缩，去除多余和重叠的实体压缩小线段，优化DXF/DWG文件。（2)对DXF/DWG图形提取打散并排序，使AutoCAD软件与FastCAM软件的自动高效连接，并自动导入FastNEST中进行套料，用于批量导入DXF/DWG零件图，生成单个零件规格。GOMTRITOP：

三维坐标光学测量系统为德国GOM公司设计生产，软件结合设备达到三维扫描的作用，其原理为高级工业数码相机，对被测物拍摄数码相片，藉由2D数码相片影像的叠合，来撷取被测物的3D座标，而这项移动式的技术在对于撷取被测物的3D座标、品质控制(Inspection)及变型分析(Deformation)上都能够有效的节省量测时间。北京天润建设有限公司五、BIM应用的软硬件配置

在一开始进行量测之前，先会在物体贴上标记点，再用TRITOP进行拍摄，在拍摄过程中，会拍摄许多不同的角度的影像，将这些影像读入至TRITOP软件，因为每一张影像的拍摄角度不同，藉由每一张影像不同的角度，透过三角测距的方式，TRITOP软件自动的将这些影像结合起来经过运算之后，就可得到每一个标记点圆心的3D座标。其系统特性有：（1）以手持的方式拍摄，更具备了高移动性，而在拍摄时无环境限制。（2）拍摄过程非常简易，而且拍摄速度很快。（3）简易的操作介面让使用者无须花很多时间才能学习（4）拍摄完成后影像的叠合都是交由电脑自动去运算，使用者无需透过手动的方式

来完成影像的叠合。（5）具有影像无线传输的功能，无需存储卡。（6）透过调整数位相机镜头的焦距，小到0.1M大到20M的东西都可拍摄。（7）TRITOP系统也可将CAD输入，透过RPS(ReferencePointsSystem)的定位，可以快速的进行检测(On-siteQualityControl)。搭配TRITOP-adapter能够量测被测物的孔位中心、边缘、圆柱与平面交点、内螺纹中心、圆球中心等等。但缺点是测量会受到样件表面粗糙度、漫反射及倾角的影响；对于激光光源照射不到的位置不能测量对样件的突变台阶和深孔结构处进行测量时，数据易于丢失。北京天润建设有限公司五、BIM应用的软硬件配置2、本项目BIM应用主要涉及的设备包括：序号设备名称设备性能参数备注1数码相机相机像素：高达2100万；单幅测量面积：0.1x0.1~10x10m²非接触式2计算机终端5台北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇有“凤巢”美誉的凤凰国际传媒中心工程，位于北京市朝阳区，采用莫比乌斯环创意，将高层办公区和媒体演播室完美融合。在北京凤凰卫视钢结构工程中，金结公司负责外框部分的高层办公楼钢结构工程部分施工，地下两层，地上10层，总工程量约2600吨。凤凰国际传媒中心工程主体为空间异型结构，工程中钢柱、外框梁全部为弯曲构件。为了保证施工制作、安装的精度，首先在图纸设计阶段，我们就精益求精，采用了国际先进的三维钢结构设计软件，进行钢结构图纸的深化设计，为钢结构构件的制作和安装提供有力保证。1、BIM设计应用摘要北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇2、本BIM应用的总体思路本课题依据凤凰国际传媒中心设计图纸、分析结构形式和技术难点，以长期的深化设计经验与类似结构工程施工技术进行课题研究，结合从项目钢构件深化、材料采购、加工制作、拼装及安装等全部施工周期进行分解细分，最终形成一套较为完善的可适用于钢结构加工制作、指导施工安装、测量定位的设计技术。3、研究方案与技术路线

3.1研究的主要技术指标依据凤凰国际传媒中心设计图纸结构设计图纸，对钢结构深化设计技术制定研究的主要技术性能指标有以下几点：（1）进行节点的可行性分析，对双圆管-箱形转换节点、十字形-箱形-圆管杆件转换节点进行分析，建立节点模型，对节点进行深化；

北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇3、研究方案与技术路线

3.1研究的主要技术指标

（2）完成三维结构体系的建模，考虑构件的复杂多样性，采用Teklastructures三维建模软件建立结构模型，实现结构的整体可观测；北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇3、研究方案与技术路线

3.1研究的主要技术指标（3）对钢结构进行碰撞校核，保证杆件无碰撞，零件无冲突，螺栓可施工；（4）从模型中直接生成制作加工图、安装布置图，指导制作和安装；（5）形成材料清单、螺栓清单，统一备料采购；（6）Revit、Navisworks、3Dmax数据输出，提供revit、Navisworks和3Dmax模型数据供后期施工。3.2需要解决的技术问题包括以下内容：（1）节点的确定，需与设计院共同协商、计算认可；（2）软件参数的配置，调整合适的建模环境；（3）状态配置、名称、标识等的分配，便于建模过程中的分片分区域过滤；（4）相关模板的建立，材料清单、材料表、构件表、螺栓表模板等；北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇4、本课题研究实施过程

4.1基本原则所有构件均采用Teklastructures建模，所有构件名称、状态统一调配可追朔。

4.2技术方案

4.2.1节点方案的确定

（1）初始设计图纸，在几种关键节点的处理上，没有完整的设计方案，只有一个示意性的节点样式，通过建立杆件，将几个节点的连接状态建立出来。

（2）依据受力形式，建立零件。按规范要求，配置各受力零件的加劲肋，并同时满足制作和安装的要求。通过网络，与设计院结构工程师进行即时节点设计。节点建立后，交由结构工程师进行受力分析。根据结构工程师的计算结果，调整节点，直至方案通过。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇

4.2.2三维模型建立4.2.2.1人员分工。

整体Tekla模型由几位工程师同时设计，其中柱和梁由两位工程师联网协同完成，分别建立外框柱、外框梁。柱与柱、柱与支撑、柱与梁支撑与支撑的连接节点由负责钢柱深化的工程师完成。梁与梁、梁与隅撑、梁与支撑的连接节点由负责钢梁深化的工程师完成。4.2.2.2分段建模与构件标识。

钢柱、转换节点、钢梁分别为一个建模单元。钢柱主要有三种截面:第一种是十字柱，它的控制重点是柱截面和柱脚板开孔位置。第二种是圆管柱，它的重点是柱截面和柱脚板开孔位置、内外环板的建立。内外环板采用多边形板倒角的方法，由多个控制点建立。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇

第三种是箱形柱，它的控制重点是柱截面和内部隐蔽加劲板的位置、椭圆转折点位置、节点区补强做法。

北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇转换节点为两种：

第一种为十字形转箱形盒式截面，在梁标高上，再转为双圆管截面。控制重点：钢柱接口位置、箱形盒式截面、内部隐蔽隔板配置、圆管截面位置。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇

第二种为双圆管截面转箱形柱盒式截面，控制重点为圆管截面位置、盒式节点高度、截面、箱形柱位置，与钢梁的转换做法、内部隐蔽隔板配置等。

北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇

钢梁主要截面有H型、箱形等，型式为弧梁、直梁、折梁等，主要控制弧梁的弧度，接口位置、接口形式。折梁另应控制折点位置。箱形弧梁另应控制隔板的位置。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇4.2.3碰撞校核

碰撞校核采用二级碰撞校核方法：第一级为单节梁柱单元模型建立后，运行软件自带的碰撞校核，从生成的列表中查找各碰撞点，及时修改碰撞。主要解决零件碰撞、螺栓碰撞，为制作安装打好基础。第二级校核为整体模型建立后，整体运行碰撞校核，此时主要发现分段连接之中的碰撞，解决可能影响构件安装的碰撞问题。4.2.4图纸模板配置与图纸生成。

模型校核完成后，对零件、构件前缀，构件名称进行归类整理。配置布置图（ga)、详图(assembly)、零件图的图纸布局，分别采用不同的出图模板，调整各类图纸的出图属性。分节分批次生成加工详图，调整图中各类尺寸、零件号、构件号的标注。尤其注意生成构件的定位标记。定位标记为一个带圈三角形标识，它在布置图中的安装位置与构件图中的位置相同。安装时以它作为定位方向。定位标记北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇4.2.5清单图表的生成

模型建立完后，可以开始准备材料进场，此时生成材料清单、螺栓清单给供应部门进行材料采购与发放；

图纸深化完成后，生成构件清单、构件零件清单，给工厂进行构件统计、排版构件发运、工地接收使用。4.2.6其它软件数据接口

模型检查无误后，转换为几种数据格式：IFC格式供Revit数据采集、3DDWG面格式供CAD和3Dmax数据使用，3DDWG中心线格式供CAD和工厂钢管数控下料。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇5、与传统设计方法的比较目前国内Teklastructures建模主要用于复杂空间结构，与传统CAD绘图相比：CAD绘图为二维格式，不能直观反应结构的型式，尤其是复杂的节点区，不利于于指导制作。采用Teklastructures后，所有构件能直观的显示，能进行碰撞校核，避免了构件的冲突和错误，同时模型也能在安装过程中，指导安装和测量。图纸为软件通过模型内杆件自动生成，图纸为1:1格式，直观，准确。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇6、关键技术、创新点6.1关键技术：（1）Teklastructures三维建模技术；（2）碰撞校核技术；（3）自动清单、图纸生成技术。（4）数据转换技术。6.2创新点：（1）联网协同建模技术；（2）CAD二维图纸导入Teklastructures生成模型技术；

（3）与revit数据接口技术。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇7、课题研究实施效果7.1取得的成果钢结构BIM技术Teklastructures钢结构建模部分，弥补了本行业在制作和安装领域里实体观测空白，为钢结构制作的精度控制提供更为尖端的技术支持和手段。7.2社会效益通过对该项技术的研发，充分展示了我公司钢结构深化设计和加工制作的技术水平，在社会上受到了良好的评价，因此项技术相继签订新浪中国总部、西澳大利亚铁矿等大型复杂钢结构工程，为公司进一步巩固钢结构市场奠定了基础。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（一）设计应用篇7.3经济效益通过建模技术，大大提高了钢结构图纸的质量，节约了由于设计错误产生的修改和重复人机投入，提高了安装速度和精度。同理对比原有的CAD设计方法，减少了人工成本：原CAD设计方法：在节点设计阶段，需要2个人，历时15天，产生30个工作日，成本10000元。并多次与设计院沟通产生的交通等费用3000元。详图设计阶段，需投入10人，历时2个月，产生600个工作日，成本200000元，共计213000元。采用建模技术：在节点设计阶段，需要1个人，历时10天，产生10个工作日，成本2000元。模型通过互联网即时传输，与设计院沟通基本通过网络解决，邮件确认，不产生费用。建模及出图阶段，需投入5人，历时一个月，产生150个工作日，成本50000元，共计52000元。BIM建模较CAD设计方法节约设计成本:16.1万元。8、结论

本课题的研究成果已到了国内先进水平，成功实现了凤凰国际传媒中心的深化设计目标，按预期圆满完成设计任务，并且课题研究达到了预期的效果。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇1、

BIM施工应用摘要

凤凰卫视传媒中心主楼外框部分的高层办公楼钢结构工程，总工程量约2600吨。主楼主体为空间异型结构，工程中钢柱、外框梁全部为弯曲构件。控制精度要求高，安装及拼装构件控制变形，是外形优美、结构复杂的现代建筑。因此，以凤凰卫视传媒中心项目为研究载体，利用BIM技术，进行场地施工规划、施工系统方案确定、钢结构数字化加工、钢结构构件三维检测、虚拟预拼装相结合、现场施工进度4D模拟（施工方案优化），同时进行BIM的5D应用结合BIM模型、施工计划和工程量造价于一体的研究。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇2、本BIM应用总体思路整个施工过程中，项目的参与方的数据都来源于BIM模型。使用tekla在钢结构深化设计阶段建立的BIM三维模型，导出各个阶段所需要的数据和三维模型，运用到施工的各个阶段。通过实际的效果确认BIM在钢结构施工应用中的优势。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇3、施工技术方案3.1施工不同阶段的方案和数据确定

针对凤凰卫视传媒中心主楼钢结构安装，主要技术性能指标：（1）导出三维模型、材料表、构建表、构件加工下料图；（2）通过模型对场地进行施工规划、模型的不同阶段状态拟定施工方案；（3）通过模型进行进度的4D模拟，进一步优化施工方案；（4）三维检测和模拟拼装；（5）预算人员通过BIM模型生成的构件表更加快速和准确的进行施工预算结算工作。3.2施工中的BIM实施过程3.2.1基本原则

通过BIM模型对本工程施工生产、安装过程的帮助，达到节能、高效、优质完成本工程的目的，要求节省成本，缩短工期和降低制作检测难度，并通过整个构件加工和安装过程展示我公司对建筑钢结构施工技术水平，为巩固我公司在建筑钢结构施工领域的地位及开拓高端市场进行技术储备，并为类似工程提供宝贵经验。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇3.2.2项目实施过程施工系统方案确定：

借助BIM技术，把实际的制造和安装过程通过BIM模型在电脑中先虚拟的做一遍，在投入实际制造安装前把可能遇到的问题消灭在电脑的虚拟世界里。通过BIM模型来确定施工构件的几何、物理属性同时确定塔吊的型号及具体的占位问题以保证施工方案的可行性。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇现场总体整合

凤凰卫视传媒中心主楼使用BIM模型的虚拟建筑与实际施工现场或运营管理现场相整合，让我们施工现场的施工人员按照实际建筑样子的BIM模型去理解现场并实施施工。以BIM模型和3D施工图代替传统的二维图纸指导现场施工，以减少施工现场错误的发生。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇现场进度4D模拟

凤凰卫视传媒中心主楼实行BIM的4D应用管理，是把BIM模型和进度计划（Project）的数据集成进行整合，可以清晰的按月、周、天看到项目的施工进度并根据现场情况进行实时调整，分析不，同施工方案的优劣，从而得到最佳施工方案。在本工程中通过4D应用将凤凰卫视传媒中心主楼的重点或难点部分进行可见性模拟优化，包括构件的连接方式、节点的详细构造及螺栓的布置。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇Project网络图北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇钢结构数字化加工：

我公司钢结构产业从设计制图、工厂制造、运输储存、现场装配各个环节基本实现了流程化。尤其是BIM技术的引入，提高了整个产业链的效率。在CAD应用的情况下，出错率极高，尤其是构件加工图的错误，在加工制作环节不易察觉，直到现场安装的时候才会发现，只能重新返回工厂加工，再运输和现场安装；其次构件安装错误也不少见。而引入BIM模型三维建模以后，这种错误率在设计阶段就已经消化了。通过BIM技术导出加工模型，包含每个钢结构组建所需要的细节。使用数字化制造模型自动对数控机床进行编程，数控机床自动切割下料。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇钢结构数字化加工：第一步：根据设计深化阶段的BIM三维模型，直接进行导出构件图纸和零件图纸。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇钢结构数字化加工：第二步：把BIM模型导出的构件零件使用fastcamsoftware软件进行排版，生成机代码，直接机器自动下料。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：在本工程的关键节点施工过程中，应用了GOM公司的TRITOP产品进行制作过程中仿真测量和模拟预拼装。在这里举例三层T3XKZ-4柱、T3XKZ-2柱、F3GKL2-7梁如下:

研究的主要技术指标：

（1）钢结构件模型建立:A、空间移动视觉三维坐标的现场测量系统结构与相关计算实现模拟点云图像；B、移动视觉三维坐标（TRITOP相机）现场测量，用于构件不同测量点的编码特征量块的优化设计选择三维坐标模拟实体图；C、高精度的三维坐标测量软件（TRITOP软件）处理参数精密校准方法的实际测量。

（2）钢结构仿真测量：

测量后的钢结构件得到关键几何尺寸图形与理论设计的格式标准图进行比对，获取测量数据和构件偏差数值，指导生产进行修正，保证构件产品质量。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：（3）钢结构件的模拟预拼装：A、测量的钢结构件三维实体图的建立；B、构件的模拟拼装将各独立构件坐标转换及统一；C、钢结构件模拟拼装的误差分析及构件的修正。

第一步：

根据设计图使用tekla建立构件标准模型，并选取关键点。柱T3XKZ-2标准模型及关键点北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：柱T3XKZ-4标准模型及关键点梁F3GKL2-7标准模型及关键点北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：测量方法主要采集仪器适用范围空间模拟点位测量全站仪

模拟安装及变形比对，适用于较大规模（跨度＞20m）；全站仪+TRITOP相机

模拟安装，适用于较大规模（跨度＜20m）；近距微测TRITOP相机

近距点微测，考量焊接及压缩等收缩量；三维扫描仪

近距面微测，考量安装单元之间的结合、紧密程度；第二步：现场采集坐标点（1）选择测量方式根据构件的外形特征尺寸和测量内容选择不同的测量方法及数据采集方式；北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：

（2）关键点的选择与编码点黏贴：

选取柱、梁主要特征点作为测控的关键点，关键点的测量位置应明显且易识别；

柱、梁实际模型的关键点的确定主要是通过拾取黏贴在桁架本身的反射片、编码点或标记点等来完成的。TRITOP相机采集被测物的关键点，采用黏贴磁性编码点的注意事项有以下几点：a.每张照片中都要采集到比例尺；b.在关键点处黏贴编码点，误差控制在±0.5mm；c.对于跨度较大的柱、梁，每40-60cm处就要黏贴至少一个编码点；d.每张照片中至少采集5个编码点，其中三点一汇点为过渡点；工作人员正在黏贴编码点北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：镜头分类拍摄幅度适用范围NikonAF-SMicro60mmf/2.8GED5m以内次梁、典型节点安装NikonAF-S28-300mmf/3.5-5.6GEDVR10m以内钢梁、支撑等杆件安装NikonAF-S14-24mmf/2.8GED20m以内跨度较大的桁架安装（3）现场数据采集TRITOP相机采集数据：a.拍照时注意相机设置，采用适合幅宽的广角镜头；b.对于较大构件可分两次或多次进行拍照；北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：b.对于较大构件可分两次或多次进行拍照；c.保证每张照片都能采集到比例尺和5个以上编码点；d.拍照角度很重要，45度、60度、90度都需要拍；e.保证每米空间范围内20张照片。工作人员正在进行数据采集北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：（4）数据后处理：仿真后处理环节通过使用不同的软件体系，对已采集的三维数据进行模型网格化处理，并通过相应的软件系统对处理过的三维实体模型进行编辑和信息标注。应用仿真后处理技术，即可达到钢结构制作的主要测量数据。包括：空间点线的距离及尺寸量取、空间曲面的拟合相似检查、焊接变形的比对、虚拟拼装等。根据选择的测量方法，数据的处理有多种方式例如SW\MIDAS等CAD软件平台进行数据后处理、利用TRITOP系统软件进行三维点位后处理或者利用ATOS系统软件进行三维体后处理；由于本数据为TRITOP相机所采集，故利用TRITOP系统软件进行三维点位后处理；北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：a.打开TRITOP软件，导入照片，增加比例尺，绑定照片，取得编码点。

编辑添加比例尺，包括温度及膨胀系数

柱T3XKZ-4关键点，由于现场较暗，且TRITOP软件只支持黑白照片北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：a.打开TRITOP软件，导入照片，增加比例尺，绑定照片，取得编码点。梁F3GKL2-7关键点，由于现场较暗，且TRITOP软件只支持黑白照片北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：a.打开TRITOP软件，导入照片，增加比例尺，绑定照片，取得编码点。柱T3XKZ-2关键点，由于现场较暗，且TRITOP软件只支持黑白照片编码点采集放大北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：b.选择关键编码点为控制点，创建测量点，量取被测物主要的外形尺寸，包括孔距、截面偏差，总长，测量点距等，标注直接可以在模型中捕捉并显现。特殊点可手动创建。

以下是在软件中对关键点进行编辑处理的方法载图。手动创建点（1）手动创建点（2）北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：

关键点距离测量原理（点点直线距离）关键点距离测量原理（点点垂直距离）关键点距离测量(1)北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：关键点距离测量(2)关键点距离测量(3)TRITOP实测控制关键点距离为d1+d2+d3=17187.62mm北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：（5）比对测量：被测构件需要测量外表面的尺寸或角度偏差，被测构件模型需要调整与理论模型的最佳拟合状态后再进行公差的比对。最佳拟合状态通过两组模型之间的三维对齐等完成。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：与全站仪实测数据比对：目前一般构件安装时距离的精密测控为全站仪测量，F3GKL2-7测量点X、Y、Z坐标为下图显示：北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：用测量点坐标在cad中作图，标出关键点，标注关键点距离。全站仪实测控制关键点距离为d1+d2=17186.81mm现场实际反馈关键点距离为17189.2mm。与传统的全站仪测量方法相比，TRITOP测量方法更加贴近实际距离，提高了测量精度千分之2。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：（6）温度补偿钢材性能随温度变动而有所变化，出去其强度发生变化外。在安装时其物理特性，比如控制点的距离，就由其线性膨胀系数变化而发生变化，目前刚才的线性膨胀系数为每摄氏度12×10-6。为了避免在仿真测量中钢材热胀冷缩产生的误差影响，通常采用时间法或曲线法来进行温度补偿。时间法:不同时间不同温度下，分别测量控制点距离，取平均值。曲线法：根据温度曲线与线性膨胀系数，计算误差值。在TRITOP软件中比例尺设置也根据当时实测温度进行设置，在比例上直接对钢材的线性膨胀系数进行进算，后处理时点为已经考虑了钢材热胀冷缩后的结果，所以结果误差非常小，不会对安装产生影响，达到一次吊装成功。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：（7）虚拟拼装需要对拟合状态进行手动调节已接近工程环境。量取被测物主要的外形尺寸，包括孔距、截面偏差，总长，牛腿角度等，标注直接可以在模型中捕捉并显现。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：a、空间曲面的拟合相似检查被测构件需要测量外表面的尺寸或角度偏差，被测构件模型需要调整与理论模型的最佳拟合状态后再进行公差的比对。最佳拟合状态通过两组模型之间的三维对齐等完成。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：b、焊接变形的比对焊接变形的对比，是通过对构件焊接前实际数据模型与焊接后实际数据模型之间的对比。以焊前实际数据作为基准比对对象。c、虚拟拼装虚拟拼装是通过单件拼合在理论整体模型结构中的位置上，而进行的与相邻构件模型之间的对接连接的比对。虚拟拼装要拟合相邻对接位置，其最佳拟合状态往往没有考虑重力（压缩变形）温度（热胀冷缩）等物理变化，需要对拟合状态进行手动调节已接近工程环境。d、结合BIM软件的模拟预拼装在仿真测量采集到精确数据之后，我们可以结合BIM中经典软件AutodeskNavisworkManage进行模拟预拼装，达到一次吊装成功的目的。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：

首先将TRITOP中的关键点导入到Naviswork分别建立实际测量模型（非标准模型）。箱型柱实际测量模型F3GKL2-7梁实际测量模型北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：其次在AutodeskNavisworkManage建立场景，添加动画集，分别选择立柱及衡量，检查安装有无碰撞。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇三维仿真检测和虚拟预拼装：

实测仿真测量构件安装一次成功，并按预期圆满完成的测量任务，由此我们的课题项目研究已达到了预期的效果。但在整个全过程施工中，还存在许多细节需要完善的地方，尤其是在设备改良、程序进一步编程优化和公差基准体系的完善上，今后在钢结构安装环节上，还应着重深入研究。

本次仿真测量和模拟预拼装的顺序归纳为：（1）根据设计图建立标准模型并选择关键点（2）利用TRITOP相机及TRITOP软件对构件进行实际测量。（3）测量数据采集，检查是否超差。（4）将采集建立的实际模型导入到BIM软件Naviswork建立实际模型进行模拟预拼装。（5）如果发生碰撞，说明拼装不成功，构件返修。如果拼装成功，构件合格。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇明细表的BIM应用

项目策划阶段，利用BIM模型的数据量，通过以往类似工程的单位工程的造价，估算出这个工程所需要的成本，提高准确性。

第一步：从BIM模型中导出材料表和构件表北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇明细表的BIM应用

第二步：技术人员根据材料表编制材料计划并交与采购人员进行材料采购，构件表交给预算人员编制预算。

材料表构件表北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇明细表的BIM应用在工程造价的控制中，材料价格的控制室主要的。材料费在工程造价中往往占用很大的比重。因此有了BIM模型给出的准确数据。控制材料用量的最好办法是限额领料，目前施工管理中限额领料的流程已经非常完善，但是没有起到实际的效果。关键是领用材料时，审核人员无法判断领用材料是否合理。利用BIM技术可以快速的获得这些数据，并且共享这些数据，相关人员可以调用模型中的数据进行审核。

传统的结算阶段最容易出现如下问题：

（1）因缺少调查和可靠的第一手资料，致使预算定额、计价表含有较多的不合理性，以致实际发生的费用和定额相距甚远。（2）因工程造价人员业务水平的参差不齐，以致结算“失真”，而BIM模型的准确性保证了计算的快速和准确，结算的大部分核对工作在施工阶段就完成了。减少了扯皮，加快结算的速度。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇BIM5D研究：通过在凤凰卫视中心主楼的钢结构施工过程中的BIM应用，围绕着施工展开的各项工作和活动，如设计阶段的三维建模详图深化设计，图纸的碰撞校核，施工阶段的钢结构数字化加工，三维仿真测量及虚拟拼装，安装现场的4D进度模拟等，我们得到了很好的应用效果，大大的减少了返工和错误量，而且预算人员结合BIM模型的数据，把施工阶段的计划和工程量造价与一体，看到了更好的应用前景即BIM项目5D应用。当然我们研究的还很浅显，需要进一步的学习，通过BIM技术打通工程中设计、制造、施工、进度、资源、时间、资金方面的联系。更好的发挥BIM技术为施工生产服务。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇4、项目关键技术与创新点4.1关键技术：（1）施工方案模拟技术；（2）BIM模型指导整合现场技术；（3）BIM模型与施工进度模拟技术；（4）模型数据直接应用到工程数字化加工；（5）钢结构仿真测量技术体系；（6）仿真测量3D采集技术；（7）BIM模型数据预算结算应用技术。4.2创新点：（1）由BIM模型整合现场；（2）BIM模型的4D模拟；（3）BIM模型数据共享；（4）钢结构仿真测量技术体系；（5）最佳拟合分析理念；（6）虚拟拼装；（7）项目协调综合探讨；（8）项目BIM5D研究。北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇5.1实施的成果

将BIM模型用于钢结构详图设计和制造环节才能实现从设计到制造的数字化流程。重复利用设计模型不但提高了工作效率，节省了创建制造模型的时间，而且改进了制造质量，消除了设计模型与制造模型相互矛盾的现象。钢结构详图设计和制造软件中使用的信息都是居于高度精确、协调、一致的建筑信息模型的数字化设计数据，这些数据完全值得相关的建筑活动中共享。a.通过静态装配构件，校验装配尺寸，避免了钢结构的安装错误。b.利用仿真技术动态模拟构件吊装过程，进行实时干涉检测，确保构件的安装到位，为方案在空间上进行优化。c.采用多点同时施工，按实际吊装顺序模拟工程进展，对方案在时间上优化。d.通过对吊装施工方案的动态模拟，施工人员可以随意的选择观察地点和角度，对吊装现场进行实时漫游，随时根据施工现场的实际情况调整吊装的施工方案。e.采用BIM整合现场技术，用BIM模型来代替传统的二维图纸，避免了现场人员由于图纸误读引起施工错误，实时的通过3D施工图对施工现场进行校验，保证了业主后期运维管理的准确性及直观性。5、实施效果北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇5.2社会效益通过对该项技术的研发，充分展示了我公司钢结构制作安装的施工技术水平，在社会上受到了良好的评价，因此项技术相继签订唐山幸福萌芽工程、阿尔及利亚奥兰体育馆等大型复杂钢结构工程，为公司进一步巩固钢结构市场奠定了基础。5.3经济效益将BIM用于钢结构供应链中的另一个优势与结构框架的总体成本有关。过去，钢结构的原材料成本、制造成本和安装成本基本相当。但最近几年制造成本和安装成本不断上涨。将设计模型直接用于制造环节还可以在制造与设计人员之间形成一种自然的反馈循环，在设计的过程中提前考虑到制造的问题。设计模型和加工详图可以同时创建。完成加工详图的速度越来越快，也越快的向工厂下单，越快的开始制造，钢结构更早的完成安装。通过BIM模型数据进行钢结构数字化制造，比计划工期节约10天，按照每班次80人，工人日工资150元。机械投入每天约1.9万元。节约制作成本：(80*150/10000+1.9)*10=31万元北京天润建设有限公司六、BIM技术应用情况说明，BIM应用的特点、亮点、主要成果和创新（二）钢结构施工应用篇5.3经济效益通过BIM模型生成的材料明细，比传统图纸手工提取，材料使用节约1%左右。