花形空间体幕墙BIM技术辅助施工工法.docx

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花形空间体幕墙BIM技术辅助施工工法

花形空间体幕墙BIM技术辅助施工工法

工法编号：

HYGF—02—2017

第一完成单位：

恒亿集团有限公司

第二完成单位：

中建三局集团有限公司

主要完成人：

侯志杰、彭源兴、张永兴、陈忠平、廖涛

1前言

花形空间体幕墙作为建筑物外立面造型的一种独特表现形式，能根据设计要求呈现花形体态，造型别致，具有良好的使用功能与装饰效果，在建筑物外立面装饰上有着特定的应用优势，从而达到建筑艺术与技术的完美融合。

由于花形空间体幕墙空间造型独特，在实际施工中常常会遇到施工定位困难、下料困难、尺寸偏差等工艺难点。

为解决这些施工难点，减少返工，确保工程质量，施工技术人员利用BIM技术（建筑信息模型）建立建筑物三维数字模型，对花形空间体幕墙进行辅助深化设计。

通过计算机模拟构件碰撞检验，改进、调整碰撞构件的尺寸和角度，形成深化设计文件进行精加工和安装，避免尺寸和角度偏差造成的返工现象。

我公司通过对漳州新一代天气雷达系统工程等项目中幕墙分项工程的实施应用，为使类似工程可参照此工艺施工以提高施工进度及工程质量，从而总结编写了《花形空间体幕墙BIM技术辅助施工工法》。

2特点

2.0.1花形空间体幕墙施工从设计排版到现场实施采用统一的精度标准和度量尺度，工艺流程清晰明了，便于检查复核，及时发现偏差并调整纠正，有效提高事前、事中的质量控制能力。

2.0.2采用BIM技术控制构件加工精度与现场施工安装测量精度相结合，提高花形空间体幕墙安装的精确性和经济性，从而提高施工效率，降低损耗，使工艺更加成熟。

2.0.3由于幕墙安装的高精度级特征，使得幕墙施工与土建结构空间尺寸误差矛盾加大。

而解决矛盾的途径就是通过幕墙施工对结构误差进行修正，对已完成的建筑物外轮廓进行测量，并对BIM技术建模数据进行调整和优化，形成精确的数据化结构图，提供设计师作设计修改和优化。

3适用范围

本工法适用于花形空间体（空间异型）玻璃幕墙安装工程施工。

4工艺原理

由结构转接件、玻璃幕墙框体、钢结构骨架、防火层、中空玻璃、密封胶、防雷构造及五金配件等结合规范标准和建筑师要求进行合理设计，通过BIM技术进行策划排版，体现三维立体模型。

幕墙构件的加工制作过程由BIM技术导出数据进行实时监测，及时调整和修正。

根据现场实际测量数据，导入BIM模型中，呈现实体结构的三维尺寸偏差，通过数据共享服务，进行幕墙施工深化设计，然后按照一定方法制作、安装成空间体玻璃幕墙结构，承受荷载并传递给钢结构骨架和主体结构，形成具有鲜明特色的花形空间体屋顶造型。

5工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

施工准备技术准备

BIM技术辅助钢骨架安装材料准备

幕墙饰面安装BIM技术辅助幕墙组件精加工

打胶组件半成品验收

清理收尾施工外架准备

检查验收

图5.1工艺流程

5.2操作要点

5.2.1施工准备

1技术准备

1）塔楼主体结构结施图与幕墙图纸自会审

项目部组织专业施工员、工程技术人员、BIM工程师，熟悉图纸，实地定位测量，研究节点做法，工序交接及工种配合，采用BIM技术，依照各专业施工图纸进行三维建模，利用三维可视化特点，结合BIMrevit软件的功能，对图纸标注不清楚的部位，净高不够的部位、构件冲突的部位等等进行检查，将施工图纸设计各专业图纸之间的相互矛盾问题及施工过程可能遇到的问题，形成自审记录，请设计单位答疑后，由BIM工程师进行建模。

2）幕墙施工方案编报与实施

（1）幕墙施工方案在开工之前按编制-审批程序进行，并作为施工依据在施工过程中贯彻始终，如根据实际需重大变更经审批后方可实施。

（2）施工技术人员根据平面图纸、进度要求，结合BIM工料分析，提出各种材料采购计划，以便进行加工和订货，避免因供货原因而影响工程正常进行，确保工程按计划工期完成。

（3）塔楼主体结构与幕墙测量基准交底、复测验收

根据测量网格图、标高控制点、进出口线及轴线位置，采用钢卷尺、红外铅锤仪、激光经纬仪及水平仪等测量工具在主体结构上测出（图5.2.1-1）幕墙钢结构平面、立柱、分格及转角基准线，并用经纬仪进行调校、复测。

测量应在风力不大于四级的情况下进行。

图5.2.1-1控制点测量示意图

3）幕墙施工深化设计

（1）根据本工程空间体玻璃幕墙造型复杂，结合BIM技术，以塔楼主体结构实体为基础，实地勘测，BIM建模系统实时更新，并编制BIM分析报告（图5.2.1-2），通过数据共享与加工单位、设计单位、施工班组及时联系。

图5.2.1-2塔楼BIM分析报告

（2）实体结构与原设计有较大差距时，请设计单位给予协调和处理，通过BIM建模（图5.2.1-3）技术进行三维立体分析，将传统设计图平面图形优化转变为三维形态，使项目各方能更加直观地描述和了解建筑物，继而与各方协商沟通，针对可优化调整部分，通过设计变更程序，优化设计、制作、生产和安装。

BIM报告根据图纸分别建立参数化土建、幕墙BIM模型，并将模型进行协调整合成”NWD”模型文件，通过BIMRevit软件中打开并进行结构碰撞检查并输出碰撞检查报告。

图5.2.1-3塔楼BIM建模

（3）通过多专业BIM三维模型碰撞检查（图5.2.1-4），事前发现设计图纸中存在的问题，包括门窗构件与塔身门窗洞碰撞、幕墙构件与塔身墙体碰撞及预埋件定位等，然后出具幕墙与主体结构碰撞报告（表5.2.1、图5.2.1-5）及幕墙组件数据分析清单。

针对加工制作和施工安装这两个方面，必须实现加工精度和尺寸偏差标准的统一，在空间体玻璃幕墙施工时，一方面保证加工精度标准满足异型结构高精度要求，另一方面确保施工过程中构件安装尺寸偏差符合异型结构非直角体系的特点，真实体现建筑师设计花式幕墙的意图。

图5.2.1-4BIM模型整合碰撞

（5）根据BIM报告，工程师提出优化建议。

通过BIMRevit软件创建项目模型，完成工程的各专业碰撞检测，检测幕墙碰撞问题，明确可规避的问题，并以碰撞检测报告的方式，上报业主、设计单位解决问题。

图5.2.1-5塔楼BIM建模MQ2幕墙碰撞点示意表5.2.1幕墙与主体结构碰撞报告

1-碰撞点1；2-碰撞点2；3-碰撞点3；4-碰撞点

（6）技术交底：

工程技术人员、BIM工程师将BIM建模导出的幕墙组件分析清单，共享给幕墙组件加工单位，同时对操作工人进行技术分析和交底，做到操作工人对异性非垂直构件加工特点和精度标准有深刻的认识，能按空间体幕墙的设计要求进行加工制作，保证异型构件加工的高精度质量要求。

（7）结构连接件施工复核：

塔楼主体结构分部工程验收后，专业施工人员、工程技术人员用BIM软件的三维立体演示功能，对现场幕墙施工人员进行构件安装的过程演示和模拟作业，提升作业人员的异型结构安装概念体会和施工质量高精度要求的必要认识。

利用BIM建模三维空间数据，分析预埋件的准确性、后锚固件施工与主体结构钢筋的碰撞问题，及时进行调整和修正，并与外脚手架保持合理施工空间，进行塔楼主体结构连接件施工测量放线复核（图5.2.1-6），确保结构连接件安装施工准确性。

图5.2.1-6塔楼主体结构连接件施工测量放线

2材料准备

对施工用原材料、型材、框体、中空玻璃、密封材料，结构连结材料及五金配件等材料进行采购，做到进货、出库有检验。

有关材料必须具有质保书与性能试验报告，严把材料质量关，不合格材料禁止使用。

严格按照规范要求进行原材料复检。

构件搬运时，不得碰撞和损坏，构件到现场堆放时，应按品种和规格分类堆放在垫木垫板或者专用支架上。

3BIM技术辅助幕墙组件精加工

1）加工准备

（1）BIM工程师将BIM幕墙组件分析清单提供给加工单位，加工单位根据加工流程安排设备和机具。

认真校对按清单要求的尺寸及标准对幕墙构件下料尺寸进行调整。

（2）加工设备、机具应进行校正，以保证加工精度要求，而且要定期检查。

（3）必须检查进场的幕墙构件材料出厂合格证、产地证书，校对其型号、数量、力学性能报告。

（4）必须检查幕墙构件材料表面是否完好，无损伤，剔除有过深刻痕和大面积擦伤之原材，有弯曲变形、破损的构件，应先校正、修正，再选料、下料。

2）幕墙组件加工

（1）钢构件加工按“放样、号料→下料加工→装配→焊接→校正→除锈、涂装→编号→终检”流程进行。

a.放样必须依据BIM建模导出构件清单，核对钢构件原材的几何尺寸偏差程度。

b.放样应在平整放样台上进行，并根据BIM建模数据制作三维立体样板，绘制平立面下料图。

钢构件制作完成后，应按照BIM数据清单、施工图、验收规范的规定进行验收。

c.号料是熟悉样件所注的各种符号及标记等要求，核对材料牌号及规格、炉批号。

复核材料规格及质量品质，根据锯、割等不同切割要求和对刨、铣加工的零件，参照BIM建模图形三维详图，预放不同的切割及加工余量和焊接收缩量。

d.按照BIM图形标注，对下料件应号出加工基准线和其他有关标记，并号上冲印等标记。

（2）截料（型材框体）加工按“选择加工设备、机具→加工设备、机具校正检查→领料→切割→钻铣处理→包装→复检→入库”流程进行。

a.由BIM建模软件导出构件加工尺寸和精度标准，通过数据共享与加工设备、机具联网，校正检查时利用BIM技术的三维立体图形进行详细分析，保证允许偏差符合精度标准。

b.型材切割和钻铣处理的加工设备、机具应充分利用BIM技术可视三维效果和高精度数据进行加工作业，实时比对BIM导出的构件数据清单。

（3）夹胶中空玻璃（图5.2.1-7）加工按“选择加工设备、机具→加工设备、机具校正检查→选料→切割下料→磨边→清洗干燥→钢化→均质处理→组装铝框→涂丁基胶→夹胶合片→辊压软化→高压釜成形→检验→贴标→待运装配”流程进行。

a.由BIM建模软件导出玻璃加工尺寸和精度标准，通过数据共享与加工设备、机具联网，校正检查时利用BIM技术的三维立体图形进行详细分析，保证允许偏差符合精度标准。

b.玻璃切割下料和夹胶中空处理的加工设备、机具应充分利用BIM技术可视三维效果和高精度数据进行加工作业，实时比对BIM导出的构件数据清单。

图5.2.1-7异形中空玻璃

4组件半成品验收

组件加工制作完成后，应按照设计图构件、BIM数据清单和《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJT139-2001进行验收，分别进行加工厂验收和施工现场验收。

5施工外架准备

外围扣件式钢管脚手架为原结构施工时搭设，施工前应进行技术复核原脚手架搭设方案，检查现场脚手架安全性和适用性是否符合要求，扣件松动的进行加固，架体不适用的进行改造。

1）利用和改造原脚手架考虑两个使用功能，一是保证屋顶空间体幕墙安装的需要，二是保证施工安全防护的需要，以免重复拆搭架而造成经济损失和不安全隐患。

2）脚手架如有重大调整，调整搭设施工方案及设计计算书应经审批后实施。

5.2.2BIM技术辅助钢骨架安装

1安装施工工艺流程

按“施工测量放线→结构连接件清理检查→散件吊装（图5.2.2-1）→钢结构安装→避雷系统连接→防火层安装→安装玻璃→灌注密封胶→卫生清理→安装质量检验→合格移交”流程进行。

2工艺要点

1）结构连接件包括预埋件、后锚固件、连接件固定耳板与主龙骨（立柱）角接件（图5.2.2-2），使主体结构与幕墙钢结构进行连接。

利用BIM建模软件导出的建筑物精确三维立体模型数据，对幕墙预埋件进行位置偏差进行复核和处理。

2）分别测设钢立柱、钢横梁、地锚、、玻璃相应纵横分格轴线及标高，形成三维控制网并与BIM三维立体模型相对应。

测量准确定位（图5.2.2-3）后，将固定耳板焊在预埋件上，要求连接件销轴孔的三维定位准确。

3）钢结构安装精度对幕墙安装精度影响较大，因此在钢结构焊接（图5.2.2-4）前，应在BIM三维立体模型上碰撞检验，对玻璃缝位置即母座中心线进行空间定位，在现场施工时拉水平向钢卷