BIM关键技术应用于异形结构综合项目施工新工法省级修改.doc

BIM技术控制现浇异形结构施工工法申报单位：四川省第一建筑工程企业申报时间： 二0一七十月目 录1. 序言- 1 -2. 工法特点- 1 -3. 适用范围- 2 -4. 工艺原理- 2 -5. 施工工艺步骤及操作关键点- 11 -6. 材料和设备- 13 -7. 质量控制- 14 -8. 安全方法- 14 -9. 环境保护方法- 15 -10. 效益分析- 15 -11.应用实例- 16 -1. 序言伴随大家对于住宅及办公环境要求提升，传统建筑结构形式已无法满足大家对住宅及办公要求，日益增多奇、特、难等建筑形式已占据现代建筑市场；在新市场环境之下，提升管理人员及施工人员技术水平势在必行，引进新建筑类软件指导施工已成为行业必需条件，借助新软件工具迎合市场需要才能让我们走得愈加快、飞更远；采取该技术施工，能降低传统施工方法所带来各类不确定原因、降低对环境污染和材料浪费，含有显著经济效益和社会效益。异形屋面施工方法通常有：1、利用传统CAD图纸经过大量数据计算后现场直接进行施工；2、利用专业厂家制作成品定型化模板进行现场施工；3、利用BIM技术控制现浇异形结构施工；第一个方法施工周期长、前期对数据核实正确性要求较高，且数据核实量较大，管理费用投入较高，若计算数据出现偏差，将造成施工时反复拆改，材料及劳动力浪费大等；第二种方法前期成品定型化模板制作周期较长，且成本较高； BIM技术控制现浇异形结构施工做法有效克服了前两种方法缺点填补了它们不足，利用BIM技术不仅可正确确实定其各点平面及标高定位，且很大程度上能有效节省施工成本。2. 工法特点1、针对异形扭曲结构部位，三维BIM可视化模型较传统二维施工图纸更能直观展现结构形式；2、异形结构部位平面及标高正确定位较传统人工数据计算复核，BIM技术更能正确、高效、经济对数据进行提取；3、利用BIM技术对异形结构部位平面及标高定位数据提取更为正确、快捷，避免人工数据计算出现误差造成现场反复返工造成材料、工期及成本浪费；4、异形结构所需模板及底部加固背楞均利用BIM技术提前放样，待加工房制作完成调运到工作面直接拼装，避免现场加工造成工作面污染；5、利用BIM技术控制异形结构模板及背楞放样，较预制成品钢模更能有效节省工期及成本控制；6、利用BIM技术提前对异形结构所需模板及底部加固背楞进行放样，可有效降低施工现场作业平台操作面，以能愈加好排除安全作业隐患源；7、BIM技术控制现浇异形结构施工能确保现浇异形结构一次性成型质量高，避免反复拆卸、返工。3. 适用范围BIM技术控制现浇异形结构施工工法关键是前期对异形结构部位数据正确提取及模板、背楞等正确施工放样，为后续施工现场模板施工时平面及标高定位等提供施工依据，异形结构部位平面定位及标高等数据快速正确提取在确保质量、进度前提下能有效控制现场施工，故该工法适适用于现浇钢筋混凝土异形结构、异形钢结构、异形木质结构等异形扭曲类结构建筑。4. 工艺原理BIM技术控制现浇异形结构施工关键是先正确建立三维可视化异形结构模型（设计单位参与模型复核），将建立完成异形结构三维模型给予绘制300x300网格轴网，经过对异形结构BIM模型进行300x300网格断面三维切片，将断面切片后断面模型导出CAD剖面图，经过各网格交叉点和轴线及标高相对位置关系，可正确控制各网格交叉点标高数据等参数。4.1 BIM三维模型建立：经过对二维设计施工图纸进行分析确定，在此基础之上建立三维BIM可视化施工模型；施工前，经过三维模型中异形结构部位进行数据分析提取，从而指导现场施工。BIM三维模型建立4.2 异形结构轴网绘制经过对异形结构模型部位进行分析，将异形结构模型部位给予间距300mmx300mm三维网格轴网，经过对异形结构模型进行分析，可提取网格轴网交叉点处坐标及高程， 现浇异形扭曲结构BIM三维模型 300x300平面网格轴网 300x300立面网格轴网三维数据提取4.3 异形屋面模板1:1放样 异形结构施工对于模板要求较高，单块模板面积较大无法满足建筑物形式组成需要、若单块面积太小模板就会造成模板无法再次使用、降低材料周转面积；对此，利用BIM技术对模板虚拟排布，经过和结构模型对照，最终确定出以300mm为模板宽度。利用模型导出CAD图对模板进行后台加工并编号，到施工现场直接组装，降低施工现场对模板得随意拆分、节省材料、提升工作效率。 模板建立并编号 三维模板转化成CAD放样图模板二维加工图4.4异形结构背楞1:1放样（模板底部）异形结构作为实现建筑物整体视觉效果关键结构形式，它成功是否直接关系着整个建筑物艺术表现形式，面对错综复杂异形结构仅仅依靠设计给出单一CAD施工图纸，是无法满足施工需要，为实现高效、正确施工，项目利用BIM技术对异形屋面进行1:1三维可视化搭建，模拟建立异形龙骨及模板，利用虚拟建立各类数据进行实体放样，搭建完成后经过数据扫描达成设计要求，方可进行主楼对应部位施工。龙骨建立并编号三维龙骨转化成CAD放样图龙骨二维加工图4.5 异形模板1:1实体样板施工 针对前期背楞及模板数据分析及正确放样实施1:1实体样板施工，施工前优异行300x300网格轴网放线施工，明确各网格轴网交叉点标高，便于后续模板支撑架体施工时对其异形模板各点标高正确控制；再将其加工完成背楞及模板进行加固施工，待异形模板加固施工完成后对其进行检验验收，验收合格后方可进行施工现场实体施工。（模板顶面标高=底部楼层标高+支撑架高度+背楞高度+模板厚度）300x300网格轴网施工支撑架及其背楞施工异形模板样板施工完成4.6 施工现场结构实体施工 针对验收合格1:1实体样板，组织劳动力及专题管理人员进行现场异形结构实体施工，施工前仍先针对前期BIM技术对异形结构部位数据正确分析及提取后，对异形部位模板面板及模板底部龙骨提前进行加工、编号；再进行施工现场300x300网格轴网施工，考虑采取钢管支撑架体施工对异形模板标高不易控制而造成材料损耗偏大，故现场实体施工时将支撑架体调整为木方背楞加固（受力满足要求为前提），各网格交叉点标高控制完成后进行模板底部背楞及模板面板施工，待模板标高验收合格后方可进入下道工序施工。 背楞加工编号 背楞施工完成现场模板面板铺设模板及钢筋成型效果异形结构实体成型效果5. 施工工艺步骤及操作关键点5.1 施工工艺步骤5.2 操作关键点5.2.1 异形结构三维模型建立关键点在建立三维可视化模型时需和业主方及设计方沟通确定各构件标高及定位等细节，确定CAD图纸正确性。5.2.1.1建立曲面模型时一定要依据CAD图立面及平面图点对点建立，建立完成以后在模型上任意提取坐标点和CAD图进行对比，确保每个点位正确无误。5.2.1.2建立龙骨时要依据所见曲面进行建立，确立龙骨之间间距，既要确保曲面造型、也要确保施工时架体整体安全性。5.2.2 导出CAD图关键点导出CAD图形时要正确标注所需数据，尤其是异形龙骨及模板点位改变出。5.2.3 放样时龙骨及模板制作关键点因龙骨及模板直接关系着整个异形屋面是否能达成设计要求，所以在对龙骨及模板加工时必需根据CAD加工图正确加工，对于异形部位处理需使用相关工具。5.2.4 放样拼装关键点在实体1：1放样过程中，必需注意每个组成部分位置、及编号是否正确，拼装完成后检验任意点位坐标值是否和模型等同。5.2.5 工作面各类控制线建立关键点异形屋面施工过程中，正确定位尤为关键，所以在异形屋面施工工作面上需放出异形屋面平面投影轮廓线，标注好对应龙骨摆放位置及方向，标注对应点标高控制点。对于工作面是空洞位置应搭建工作平台用来放线，使其有空间位置参考点位。5.2.6 工作面满堂架搭设关键点搭设满堂支模架过程中，需要依据放线点位预留出异形屋面位置，依据坐标点位合理部署异形屋面位置支模架搭设形式及对应控制点架体高度，避免出现支模架部署不合理反复拆改。5.2.7 工作面龙骨及模板安装关键点5.2.7.1 因异形屋面空间位置不规则，高度跨越相对较高，在龙骨及模板安装过程中必需注意施工人员操作安全及对应安全辅助方法。5.2.7.2 龙骨安装时每一根龙骨需对号安装，每一根龙骨定位必需根据放线位置。全部龙骨顶点、底点标高定位必需依据同一个标高参考点进行调整及校核。5.2.8 对安装完成以后复核关键点异形屋面完成拼装以后，需对任意点位空间位置点进行复核，模板之间拼缝必需做到平整，避免模板拆完以后出现棱角等影响整体效果现象。6. 材料和设备6.1 关键材料名称及性能要求6.1.1 龙骨及模板在异形屋面建立中，因异形部位成型需龙骨来控制，部分部位起伏相对较大，所以龙骨建立选择了跳板作为载体。因异形建立需要对跳板进行加工，所以在对跳板选择含有较高要求。因为曲面受力方向不规则，不合格材料在进行加工时轻易造成破裂，异形龙骨加工成型质量差，给施工造成严重后果，所以，施工时应注意以下几点：6.1.1.1必需对运进现场管材进行严格质量检验，不合格材料严禁用于施工现场。6.1.1.2模板质量关系着异形面成型效果，施工用模板必需达成质量要求。6.2机具设备关键机具设备以下表： 表6.2关键机具设备配置表序号名称规格单位、数量用途1圆盘锯1000W1台模板、龙骨加工2曲线锯200W1台异形部位加工3GPS/1台定位4红外线31.5Mp1台标高调整5水准仪DS31台高程点引测6激光经纬仪21台高程、中线控制7卷尺7.5m5把尺寸量取7. 质量控制本工法施工质量严格实施GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范和GB50207屋面工程质量验收规范中相关要求：7.1 在满堂支模架搭设时，应该严格根据支模架搭设要求及施工方案中搭设要求，确保架体安全。7.2 龙骨安装过程中，应确保每根龙骨定位正确，龙骨底标高及顶标高正确无误。7.3 模板安装过程中应注意施工安全，模板定位及拼缝必需达成相关标准。8. 安全方法8.1 操作人员必需经过安全及技术培训，经考试合格方可上岗并在指定岗位上操作；非专业人员不得从事机械及电器维护维修作业，严禁私自拆改设备。8.2 进入施工现场人员需按要求佩戴劳保用具。8.3 和施工无关人员不得进入施工现场。8.4 作业中各步骤操作人员间必需严格按约定操作信号操作，碰到任何报警信号，应立即停止操作。8.5 因故停以后在恢复施工前应对支承、平台、支架、机械设备及电器设备进行检验，确定安全后方可作业。8.6 作业中传输工具、材料必需轻拿轻放，稳妥传输，严禁抛扔。8.7 电线电缆、管路、信号控制线连接必需牢靠可靠，工作面应架空敷设，严禁私拉乱接。8.8 施工作业过程中，必需按安全技术交底要求，人员不得在工作面嬉戏、打闹。8.9 作业面有异常情况时，应立即停止作业，汇报施工技术管理人员，经处理并确定安全后方可继续作业。8.10 每道工序完成后必需做交接统计，并保持统计完整。8.12 地面以下工作面照明用电电压不得高于36V，潮湿场所应使用12V电压供电，照明变压器应独立于压或用于悬挂物体。8.13人员上下工作面必需走安通道，安全通道应固定在外架上，并设扶手或护圈。9. 环境保护方法9.1材料堆放应划分区域，应搭设专门加工房，木材应堆放整齐，标识清楚，指定专员负责看管。对不一样材料依据性能采取必需防雨、防潮、防晒、防火、防爆等方法。 9.2施工机械、车辆统一停放，便于看护，机械设备保持清洁。 9.3施工便道通畅、平坦，不积水、不起泥、不扬尘，定时洒水。9.4现场废木材立即外运，车辆离开现场不得夹带泥沙，城区内要低速慢行，时速不超出20km/h，预防沿途抛洒污染环境。9.5控制施工现场粉尘、废气等对环境污染和危害。9.6发电机要采取控制噪声方法，预防对周围群众生活造成影响。10. 效益分析10.1 BIM技术应用于异形屋面施工实施有着巨大社会意义,不仅能降低工程造价、缩短施工工期、防范安全，对现代化建筑推进也有着关键意义。该施工工艺优异，为新型工艺大大降低了材料损耗。10.2 推广BIM技术应用于异形屋面施工工法，有效处理现代化建设中设计和施工脱节问题，是现代科学技术和现代化建筑完美结合必由之路,其经济社会效益十分显著。和其它施工方法相比BIM技术施工含有以下优点：10.3适用地质范围较广，不管是钢筋混泥土结构、钢结构、木质结构均能达成设计效果。10.4因提前加工完成，到工作面仅需拼装，对周围环境影响较小，大大降低了粉尘及噪音污染。10.5和其它类型施工方法相比，BIM技术提前实现三维可视化，对于施工技术交底更直观、更明确，能愈加好适适用于任何复杂形体修建。10.6工作平面作业环境很好，作业比较安全。因为只需拼装，没有二次加工、现场大功率用电等较易发生危险作业;能够夜间作业,如支模架稳定、适宜，不会留下二次拆改所带来安全隐患。10.7 经济效益对比表10.7 经济效益对比表经济效益对比（按百分比计算）施工方法管理费用材料费方法费工期综合传统施工100%100%100%100%/BIM技术施工约70%约65%约75%约70%约70%11.应用实例现在该工法已在 “万华麓湖生态城B3组团项目”中成功得到应用。BIM技术应用以其优异施工工艺在中国外得到了各行各业广泛认可，针对现在建筑行业设计形式奇、特、难等特点，BIM技术应用于异形结构施工工法将是建筑业发展趋势。万华麓湖生态城B3组团项目异形扭曲结构较多，故采取BIM技术控制现浇异形结构施工此种施工工法；现在，主体结构已顺利施工完成，利用结构扫描仪对施工现场已施工完成结构进行实体扫描，经扫描结果比对，合格率高达98%，故BIM技术控制现浇异形结构施工工法是可实施，且可推广应用。