裝配式鋼結(jié)構迷彩彩鋼屋面應用BIM施工技術研究

王麗紅

（山西二建集團有限公司，山西 太原030013）

隨著我國科學技術的進步，居民的環(huán)保意識也越來越強，隨之而來的是我國勞動力價格持續(xù)上漲，建筑行業(yè)面對的社會與經(jīng)濟壓力也越來越大。為了提高核心競爭力，新工業(yè)裝配式建筑的運用也應運而生，建筑業(yè)逐漸將建筑鋼結(jié)構作為第一首選。由于施工項目的特殊性，迷彩彩鋼板在軍事化領域的應用非常突出，迷彩鋼板屋面對高水平結(jié)構技術和視覺質(zhì)量效果要求更高，特別是在大面積運用彩鋼屋面時，不同于常規(guī)迷彩彩鋼屋面的直接復制和運用。迷彩鋼屋面的施工將迷彩圖案大面積匹配，增加了一些技術難度，對于圖案對接、色彩對接、屋頂坡度和防水細節(jié)等施工步驟給施工帶來了巨大的技術難題。

1 工藝原理

施工人員應根據(jù)設計圖紙施工作業(yè)，充分應用BIM技術，將其用于調(diào)用裝配庫與節(jié)點庫來實施三維建模工作，記錄組件與節(jié)點的參數(shù)信息，并對每個組件進行分類、計算和匯總，以供工廠處理。使用BIM技術，依據(jù)預選的圖案放置彩鋼板，完成樣式的排版設計，完成后，對圖案區(qū)域內(nèi)放置的彩鋼板進行排序分類和編號，最后要根據(jù)編號匯總，打印出彩鋼板消耗總量統(tǒng)計信息，然后根據(jù)加工生產(chǎn)要求嚴格標準化進行生產(chǎn)工作，以保證屋面的包裝效果、對接、配花等屋頂迷彩彩鋼板的微觀結(jié)構[1]。

建設資源節(jié)約型社會是新時期社會發(fā)展的必然趨勢，緩解資源和能源短缺，促進中國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在裝配式迷彩彩鋼結(jié)構建筑設計中，必須遵循可持續(xù)性的原則，改變傳統(tǒng)建筑粗放式的建筑設計模式，使其實現(xiàn)資源的高效利用，從而滿足綠色環(huán)保建筑的建設要求。建筑材料可以重復使用，避免造成資源浪費，并完全可以實現(xiàn)回收利用。堅持可持續(xù)發(fā)展原則，特別是在社會變革的關鍵階段，使企業(yè)能夠高效降低能耗和成本，提高經(jīng)濟效益。

2 關鍵技術

建筑設計從整體上充滿了對裝配式鋼結(jié)構的控制把握，以滿足人們對于建筑物美觀性、實用性和綠色環(huán)保的需求。局部節(jié)點設計、建筑平面與空間設計、細部結(jié)構設計、外墻外觀設計是建筑整體設計的關鍵環(huán)節(jié)，在規(guī)劃階段工程師應充分考慮減少現(xiàn)場施工，現(xiàn)場調(diào)查將創(chuàng)建一個符合當?shù)噩F(xiàn)實的設計方案，以滿足現(xiàn)代人對房屋審美的要求。完成裝配式鋼結(jié)構自上而下的整體調(diào)整[2]，為各種水、電、暖交流設備的一體化奠定基礎，滿足綜合裝修要求。將各種設計理念應用于外部設計和外墻設計，提高建筑美學，滿足殼壁蓄熱、保溫和裝飾一體化的需求。蓄熱和隔音降低了外部噪聲對建筑產(chǎn)生的不良影響，降低了建筑能耗和內(nèi)外墻板建筑的能耗，特別是在門窗洞口處設計了接縫位置，以達到雙重防水的組合設計方法。金屬零件的實際功能也必須在設計中得到增強，并且必須在工廠階段明確指定包含零件的具體位置。重視滲漏問題和接縫設計，防止建筑施工中出現(xiàn)嚴重滲漏的情況。

2.1 排版深化設計以及工業(yè)化生產(chǎn)

這個項目是軍用車庫項目，是鋼結(jié)構建筑。偽裝鋼板用于車庫屋頂。施工前利用BIM、Revit、Tekla等類型的設計軟件對鋼結(jié)構、屋面彩鋼板進行深化設計。建模軟件用一套鋼結(jié)構件和屋面板的圖案和類型進行分類和編號，使制造商能夠工業(yè)化制造鋼結(jié)構件和屋面板。

2.2 應用BIM進行三維、4D演示可視化交底

鋼結(jié)構安裝接頭復雜，施工技術難度系數(shù)較高，迷彩彩鋼板的迷彩圖案對接，迷彩彩鋼屋面細部接頭和配花的完整性，運用BIM施工技術能夠在工人建造之前用于3D視覺技術展示和4D演示。對于鋼結(jié)構與彩鋼屋面關鍵程序，如主要工作程序、詳細的施工實踐和流程層次關系等等，特別是復雜零件的可視化施工模擬，BIM技術可以以標準化的方式指導施工進行[3]。能夠讓迷彩彩鋼屋面的美觀性得到保證，同時確保排水順暢，提高路面覆蓋效率和建設精度。它顯著提高了施工質(zhì)量，并且減少了材料損失，節(jié)約了材料資源，有效降低了施工成本，限制選擇材料限制，降低二次加工。

2.3 嚴格控制生產(chǎn)質(zhì)量

結(jié)合本此工程的特定要求，再結(jié)合實際中鋼結(jié)構和迷彩彩鋼屋面的建筑特點以及施工難點，在現(xiàn)場完成裝配式建筑的組裝工作，使建筑在合同期內(nèi)能夠高質(zhì)量、高效率地順利完成，為人們的首個樣板工程奠定一個良好的基礎，總結(jié)上述BIM虛擬化結(jié)構及樣板工程實際操作中的相關問題并加以解決，嚴格按照實際的設計規(guī)范進行大規(guī)模施工，減少返工現(xiàn)象的發(fā)生。

安裝制造裝配式構件時，建議保持統(tǒng)一的建筑標準，利用科學的計算裝配式構件的承載力，確定其具體的結(jié)構形狀。特別是地震多發(fā)地區(qū)，必須全面實施抗震設計，以達到實際要求的抗震標準和要求，避免因地震災害造成嚴重的破壞。計算裝配式構件的承載力是有效防止施工過程中變形和開裂的重要任務。在進行建筑設計中不宜采用帶臨時支撐的預埋稱重部件，這相對程度上增加了工程量，影響施工周期。當采用這種類型的設計結(jié)構時，還需要控制各種設計標準和關鍵點。

2.4 鋼結(jié)構和屋面迷彩板細部節(jié)點施工

車庫垂直支撐運用鋼柱和鋼筋混凝土的框架柱連接支撐，鋼柱通過組裝、焊接和基本內(nèi)置地腳螺栓以工廠標準化的方式可靠連接。牢固地安裝鋼柱，將其與鋼棒混合。在現(xiàn)場組裝過程中，橫梁的角部、相位和下翼是固定的，拼接用作耳板。如果板在適當?shù)奈恢?，使其連接到螺栓上，以防止現(xiàn)場焊接，從而提高安裝效率并方便現(xiàn)場施工。

根據(jù)設計圖紙規(guī)范進行工廠化生產(chǎn)。在現(xiàn)場將側(cè)槽推到指定的安裝區(qū)域后，將制造角的鋼排水管焊接到施工現(xiàn)場的底部，并在每個排水管的中間焊接兩部分和一部分。將角鋼預焊接到排水管底部。通過放置側(cè)槽來最小化接縫間距，防止尺寸偏移，并避免影響排水和排水外觀。點焊、固定、焊前焊接，應注意焊接質(zhì)量。電極由與側(cè)槽相同的材料制成，并且其直徑可以等于板的直徑。

3 質(zhì)量控制

3.1 鋼結(jié)構質(zhì)量控制

由于其施工速度快、重量輕、強度高，鋼結(jié)構越來越多地被用于大型工廠、體育場館、立體建筑和摩天大樓。在不考慮設計因素的情況下，鋼結(jié)構的質(zhì)量控制主要分為兩個方面。鋼柱必須使用直線升降機和配套方法提升。安裝錨碇拱頂后，必須首先調(diào)整標高，然后調(diào)整水平位移，最后調(diào)整垂直偏差，重復上述程序，直到調(diào)整完成。在安裝過程中，每排都應進行足夠的控制，確保良好的開口。同時，必須加強鋼柱安裝[4]的垂直和高度控制，以確保符合規(guī)范。

①零件應平整堅硬，水應儲存不積聚，并根據(jù)型號、類型和安裝順序儲存在不同的區(qū)域。底部應該有足夠的支撐面，以防止下沉、擠壓和變形；②進入施工現(xiàn)場的零件必須嚴格按計劃進行檢查，包括尺寸、節(jié)點板位置、孔縫、標準規(guī)格、型號和數(shù)量以及焊接形狀。不符合條件的需要進行二次修理；③鋼柱的安裝高度和位移控制、初始校準、與高強度螺栓的連接、校準、鋼梁安裝過程中的固定觀察，連接位置螺栓，緊固和校準及復驗高強度螺栓，按圖紙要求更換頂部和底部焊接，焊接腹板測量和復驗；④鋼柱提升完成后，需要安裝鋼梁，并通過焊接固定，形成穩(wěn)定的結(jié)構。

3.2 彩鋼板質(zhì)量控制

彩鋼板的結(jié)構很容易熟練地掌握，而細節(jié)的處理就顯得尤為重要。坡度小于1:2的屋面頂部可防止有風時水從蓋板或閃爍板下進入建筑物?？稍诜胖貌噬摪逯盎蜾摪迨┕ね瓿蓵r安裝封邊裝置。采用彩鋼板必須由專業(yè)生產(chǎn)公司通過專業(yè)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，其質(zhì)量必須符合國家質(zhì)量檢驗標準。彩色鋼板有多種涂層和鍍層。在選擇合適的迷彩彩鋼板時，必須根據(jù)實際使用環(huán)境和工程要求，結(jié)合經(jīng)濟和技術因素進行考慮。需要根據(jù)工業(yè)或民用建筑的環(huán)境、要求、使用特征和裝飾特征、關鍵和次要位置、投資能力和資本回報要求來估計板的生命周期，確定更合適的顏色板。

①進入彩鋼板后檢查鋼板形狀、尺寸、數(shù)量等。并將其分類到一個區(qū)域中；②彩鋼板掛在橫梁上時要減速；③外彩鋼板使用工具裝卸，嚴禁含有鋼絲繩；④放置彩鋼板前，清除影響彩鋼板與鋼梁緊密接觸的標量表面灰塵、油漆、鐵銹及平面障礙物；⑤根據(jù)BIM設計的布置，從鋼梁的彩鋼板位置跳下，取決于板布置所需的數(shù)量，取決于翻轉(zhuǎn)尺寸；⑥切割彩色鋼板時，使用專用刀具，保證切割質(zhì)量；⑦安裝彩鋼板時，根據(jù)地面實際情況，隨時調(diào)整平面進行點焊；⑧在定位彩鋼板之后，彩鋼板優(yōu)選地連接到螺釘，以便不移動或彼此分離。螺釘應該偏離300mm。

4 總結(jié)

如今，裝配式鋼結(jié)構是綠色建筑行業(yè)的必然趨勢，是一種極其常見的綠色建筑結(jié)構形式，有效地加快了施工進度，實現(xiàn)了和自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。事實上，在實際的建筑設計與建設過程中，我們必須遵循發(fā)展的普遍性和可持續(xù)性的基本原則。嚴格按照設計標準和規(guī)范，深化建筑設計、結(jié)構設計、機電設計工作。在整個部署過程中，使用軟件服務和云計算技術構建基于云的BIM模型。通過集成協(xié)作，可以完全改善信息共享和重用，并將質(zhì)量問題有效地轉(zhuǎn)移到各個層面。這種方法比傳統(tǒng)的文檔記錄更加直觀和簡便，并且可以加速質(zhì)量問題調(diào)整的發(fā)展。