BIM技術(shù)在貴安綜合保稅區(qū)服務(wù)大樓項(xiàng)目指導(dǎo)高大支模應(yīng)用

郝學(xué)潮 曹 樂 方理剛 黃曉彬 王宇浩 亓男男

(1.建研科技股份有限公司，北京 100013；2.中交一公局北京建筑分公司，北京 100018)

BIM技術(shù)在貴安綜合保稅區(qū)服務(wù)大樓項(xiàng)目指導(dǎo)高大支模應(yīng)用

郝學(xué)潮1曹 樂1方理剛1黃曉彬2王宇浩2亓男男2

(1.建研科技股份有限公司，北京 100013；2.中交一公局北京建筑分公司，北京 100018)

貴安綜保區(qū)是貴州省第二個(gè)綜保區(qū)，位于貴安新區(qū)馬場(chǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)域,規(guī)劃面積2.2 km2，圍網(wǎng)面積2.1 km2，該項(xiàng)目為保稅區(qū)中綜合服務(wù)大樓，BIM技術(shù)以于項(xiàng)目開工階段全面開展，BIM技術(shù)在綜合服務(wù)大樓高大支模方面的應(yīng)用，解決原有支模方案執(zhí)行與展示方面遇到的問題，確保高大支模順利安全準(zhǔn)時(shí)地完成，為整個(gè)項(xiàng)目按時(shí)竣工助力。

BIM;高大支模;方案模擬;安全;動(dòng)畫展示

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2015.05.06

1 引言

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)作為當(dāng)今建筑業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，為建筑行業(yè)的信息化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。BIM應(yīng)用具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可展示性等特點(diǎn)，BIM技術(shù)是通過軟件實(shí)現(xiàn)的，但軟件應(yīng)用并非BIM技術(shù)的全部，還需要其他施工領(lǐng)域的支持協(xié)作。

近年來，全國(guó)范圍內(nèi)建筑施工支撐體系坍塌事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重威脅著施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，也困擾著每一個(gè)施工單位，隨著BIM技術(shù)的日益成熟，其在模型建立之后的展示預(yù)警功能被大家更加廣泛地了解，正是考慮到BIM技術(shù)這項(xiàng)能力的重要性，將其與施工支撐體系的搭建有機(jī)地整合在一起，確保施工方案意圖的準(zhǔn)確表達(dá)，提前演示整個(gè)施工流程，預(yù)警方案中會(huì)發(fā)生的意外和缺陷，通過模擬確保整個(gè)支撐體系搭建過程順利安全完成，保障施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，緩解施工單位的壓力，確保施工項(xiàng)目如期完工。

2 高大支模的施工方案

2.1 項(xiàng)目情況

貴安綜合保稅區(qū)建設(shè)項(xiàng)目一期工程位于貴安新區(qū)綜合保稅區(qū)內(nèi)，綜合服務(wù)大樓(圖1)：建筑面積49 538.28m2，地上38 757.79m2，地下10 780.49m2，建筑高度53.6m。地上九層，地下一層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

綜合服務(wù)大樓高支模主要為兩個(gè)區(qū)域，分別是服務(wù)大廳上方位置(圖2)和車道上方(圖3)位置，分別為450m2和340m2，因?yàn)檎w項(xiàng)目工期較為緊張，所以擬定高大支模工期為兩層建筑完成時(shí)間，即13至14天，本工程高支模部分計(jì)劃于2015年5月10日實(shí)施，并隨著結(jié)構(gòu)的施工流水插入搭設(shè)，計(jì)劃到2015年6月20日完成全部高支模施工。

2.2 施工目標(biāo)

確保高支模搭設(shè)、使用、拆除過程中施工安全，保質(zhì)保量完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。高支模區(qū)域的梁截面以及跨度(表1)。

2.3 施工技術(shù)要求

必須嚴(yán)格按照安全技術(shù)規(guī)范和本方案要求進(jìn)行搭設(shè)，如果局部與方案不符的地方，應(yīng)按方案要求整改，然后重新組織相關(guān)單位驗(yàn)收。

2.4 施工質(zhì)量要求

必須嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，使用合格材料，支撐系統(tǒng)構(gòu)造要求嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)置。

表1 支模區(qū)域信息

圖1 綜合服務(wù)大樓

圖2 綜合服務(wù)大廳位置

圖3 車道頂部位置

2.5 技術(shù)保證條件

2.5.1 項(xiàng)目部成立安全生產(chǎn)小組，嚴(yán)格執(zhí)行安全專項(xiàng)施工方案，加強(qiáng)對(duì)高大模板支撐體系搭設(shè)、混凝土澆筑以及模板拆除過程中的監(jiān)督、管理，確保施工安全。

2.5.2 本工程所采用的材料、半成品均應(yīng)滿足規(guī)范和安全施工要求。2.5.3 對(duì)施工方案之中所采用各種規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、圖紙和政府文件等必須為現(xiàn)行及最新的指導(dǎo)性文件。

2.5.4 本工程綜合服務(wù)樓選用插槽式鋼管腳手架作為支撐體系。

2.5.5加強(qiáng)技術(shù)交底和施工過程控制，嚴(yán)格執(zhí)行由專家審核通過的施工方案。

2.5.6 特種作業(yè)人員必須持證上崗，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須正確佩戴安全防護(hù)用品。

3 高大支模BIM方案

根據(jù)方案的描述以及流程的整體過程，本BIM方案主要目的為展示支模所有細(xì)節(jié)，整合全部支模過程，提前預(yù)知過程難點(diǎn)位置，全過程演示高大支模全部方案。綜上所述決定采用Autodesk Revit進(jìn)行模型搭建，Autodesk 3DS max進(jìn)行模型處理，Autodesk Maya進(jìn)行動(dòng)畫合成，這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于三款軟件共同采用Autodesk公司，模型在軟件交換的過程中最大化地保留，避免在模型轉(zhuǎn)換時(shí)細(xì)節(jié)的缺失。

3.1 結(jié)構(gòu)模型的搭建

整個(gè)高大支模方案中采用插槽式鋼管支撐體系和木模板體系，構(gòu)件密集，數(shù)量大，兩個(gè)主要區(qū)域在同一個(gè)模型中搭建對(duì)硬件要求太高，基于流暢性的考慮，決定將模型按區(qū)域分開，并且腳手架以及支模的細(xì)節(jié)部分也分開搭建，減少制作動(dòng)畫時(shí)的硬件要。下邊以車道部分為例講述。

車道部分兩側(cè)有6根已澆筑好的結(jié)構(gòu)柱，最后高大支模澆筑完成應(yīng)該包含16根混凝土框架梁和樓板(圖4)。

建模的過程中需要遵循方案中涉及到的腳手架搭建規(guī)范，區(qū)域支模高度最高為11.88m，樓板厚度為120mm，立桿采用Φ48.3×3.6mm插槽式鋼管(計(jì)算時(shí)采用Φ48×2.8mm鋼管)，鋼管的折減率為0.8。置于200mm寬40mm厚通長(zhǎng)設(shè)置的硬雜木墊板上，縱距設(shè)置為0.7m，橫距設(shè)置為0.7m，步距設(shè)置為1.5m，承重桿與立桿連接，底部200mm高處設(shè)雙向掃地桿。豎向剪刀撐縱橫全長(zhǎng)高布置，所有剪刀撐必須頂?shù)綐敲婊蚺c施工好的主體結(jié)構(gòu)拉結(jié)支頂牢固。設(shè)置四道水平剪刀撐，其中最底層及最頂層必須設(shè)置。每步架均與已施工完畢的砼結(jié)構(gòu)拉結(jié)牢固。

本項(xiàng)目所用腳手架為插槽式腳手架，在進(jìn)行滿堂腳手架布置之前需要制作插槽式腳手架相對(duì)應(yīng)的族庫(包括插槽式橫桿、豎桿、剪刀撐、支模用頂托、扣件等,如圖5)。

圖4 車道部分的結(jié)構(gòu)模型

圖5 族庫樣圖

3.2 腳手架模型的搭建

按照規(guī)范進(jìn)行腳手架的模型搭建。

3.2.1 鋪設(shè)松木墊板

為保證腳手架穩(wěn)固，每根立桿底部應(yīng)設(shè)置底座或200mm寬40mm厚松木墊板(圖6)。

圖6 墊板鋪設(shè)

3.2.2 根據(jù)橫距縱距要求鋪設(shè)立桿與橫桿

立桿之間必須按步距滿設(shè)雙向水平桿，確保兩方向足夠的設(shè)計(jì)剛度。

3.2.3 插接式方法搭建距地200mm掃地桿

腳手架必須設(shè)置縱，橫向掃地桿?？v向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上不大于200mm處的立桿上(圖7)。

圖7 掃地桿的設(shè)置

3.2.4 腳手架與柱抱箍

搭建的腳手架應(yīng)與以澆筑完成的混凝土結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行抱箍，形成整體，增加架體剛度。鋼管深入滿堂架內(nèi)部不得少于2m，并且與架體連接不得少于三個(gè)點(diǎn)。

3.2.5 搭建雙向的剪刀撐

豎向剪刀撐構(gòu)造：豎向剪刀撐延長(zhǎng)接長(zhǎng)用不少于2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件聯(lián)接，聯(lián)接旋轉(zhuǎn)扣件間距不小于500mm，鋼管端部距最近聯(lián)扣件大于100mm。豎向剪刀撐交叉點(diǎn)選擇旋轉(zhuǎn)扣件聯(lián)接。豎向剪刀撐斜桿與立桿每個(gè)結(jié)點(diǎn)用旋轉(zhuǎn)扣件聯(lián)結(jié)。豎向剪刀撐轉(zhuǎn)折點(diǎn)在同一根水平桿上用十字扣件聯(lián)接?？v橫豎向剪刀撐根據(jù)主次梁間距確定間距在6～10m。斜桿與地面的傾角為45～60℃。

水平剪刀撐構(gòu)造：高支模腳手架設(shè)置多道水平剪刀撐。水平剪刀撐由底層至梁底分層呈“◇◇”字形水平連續(xù)布置，其桿件只與立桿使用十字扣件相聯(lián)接。水平剪刀撐必須與已先澆柱相聯(lián)接。掃地桿層和框架主梁底層必須安裝水平剪刀撐。水平剪刀撐寬度4～8m，間距6～10m。

3.3 支模部分的搭建

3.3.1 頂托的放置

在腳手架頂端放置用來調(diào)節(jié)高度的頂托。

3.3.2 布置梁底主龍骨

3.3.3 板底主龍骨

本項(xiàng)目板底主龍骨采用的100×100mm木枋作為板底主龍骨。模型搭建采用矩形模型附加木質(zhì)材質(zhì)。

3.3.4 搭建次龍骨鋪設(shè)模板

次龍骨采用50×100mm木枋，鋪設(shè)15mm厚多層膠合板，梁兩側(cè)用M14對(duì)拉螺栓進(jìn)行固定。

3.3.5 完成模具的搭建，進(jìn)行安全檢查

完成所有的腳手架以及模具部分的搭建(圖9)，進(jìn)行安全檢查，確保在澆筑混凝土的過程中達(dá)到使用的要求。

3.3.6 梁板鋼筋安裝，進(jìn)行澆筑。

到此完成了相關(guān)模型的搭建工作。

圖8 梁底主龍骨放置

圖9 整體模板完成

3.4 演示動(dòng)畫的制作

采用Autodesk Revit完成所需模型的搭建，將模型導(dǎo)入到Autodesk 3DS Max中進(jìn)行調(diào)整與渲染，整理模型細(xì)節(jié)設(shè)置動(dòng)畫單元，添加各部件材質(zhì)使每個(gè)構(gòu)件能夠真實(shí)顯示，為Autodesk Maya制作動(dòng)畫做準(zhǔn)備。

將Autodesk 3DS Max中整理好的模型導(dǎo)出由Autodesk Maya完成全部流程的動(dòng)畫展示，導(dǎo)出視頻文件，用來更直觀的表達(dá)整個(gè)高大支模的過程，以及過程中應(yīng)注意的細(xì)節(jié)，指導(dǎo)施工更加得直接具體，避免施工過程中的盲目操作造成的返工，節(jié)省時(shí)間，為整個(gè)項(xiàng)目的竣工做好時(shí)間基礎(chǔ)。

4 總結(jié)

本文主要介紹BIM技術(shù)在貴安綜合保稅區(qū)服務(wù)大樓項(xiàng)目高大支模應(yīng)用方面的模擬及演示，該應(yīng)用主要作用體現(xiàn)為確定施工流程，檢查細(xì)節(jié)部位搭建工作，提供施工指導(dǎo)展示，提前注意高大支模要點(diǎn)，確保方案的順利實(shí)施。為整個(gè)項(xiàng)目提高工作效率，按期完工奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)BIM技術(shù)在本項(xiàng)目其他方面應(yīng)用也以全面展開。

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BIM Technology Applied in Gui’an Comprehensive Bonded Zone to Guide Large Formwork

Hao Xuechao1， Cao Le1， Fang Ligang1, Huang Xiaobin2, Wang Yuhao2, Qi Nannan

Gui’an bonded area in Guizhou province is the second integrated free trade zone. The planning area is 2.2 km2, with an seine area of 2.1 km2. This project is a comprehensive service building in the free trade zone. BIM technology was carried out when the project started. This paper mainly introduces the application of BIM technology in the high support of the composite service building to solve the problems encountered in the implementation and demonstration of the original support scheme and to ensure the smooth,safe and punctual completion of the tall formwork for the entire project.

BIM; High Large Formwork; Program Simulation; Safety; Animation Display

郝學(xué)潮(1989-)，男，工程師。主要研究方向：BIM技術(shù)在施工方面的應(yīng)用。

TU17；TU398+.2

A

1674-7461(2015)05-0035-04