BIM技术应用于异形结构施工工法省级修改.docx

1、BIM技术应用于异形结构施工工法省级修改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公司申报时间： 二 0 一七十月1.前言 - 1 -2.工法特点 - 1 -3.适用范围 - 2 -4.工艺原理 - 2 -5.施工工艺流程及操作要点 . - 11 -6.材料与设备 - 13 -7.质量控制 - 14 -8.安全措施 - 14 -9.环保措施 - 15 -10.效益分析 - 15 -11.应用实例 - 16 -1.前言随着人们对于住宅及办公环境要求的提高， 传统的建筑结构形式 已无法满足人们对住宅及办公的要求，日益增多的奇、特、难等建筑 形式已占据当代建筑市场； 在新的市场环

2、境之下， 提高管理人员及施 工人员的技术水平势在必行， 引进新的建筑类软件指导施工已成为行 业的必要条件，借助新的软件工具迎合市场需要才能让我们走得更 快、飞的更远；采用该技术施工，能减少传统施工方式所带来的各类 不确定因素、 减少对环境污染和材料的浪费， 具有显著的经济效益和 社会效益。异形屋面施工方法一般有： 1、利用传统的 CAD图纸通过大量数 据计算后现场直接进行施工； 2、利用专业厂家制作的成品定型化模 板进行现场施工； 3、利用 BIM 技术控制现浇异形结构施工；第一种 方法施工周期长、 前期对数据核算的准确性要求较高， 且数据核算量 较大，管理费用投入较高，若计算数据出现偏差，将

3、导致施工时反复 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的做法有 效的克服了前两种方法的缺点弥补了它们的不足， 利用 BIM 技术不仅 可精确的确定其各点的平面及标高定位， 且很大程度上能有效的节约 施工成本。2.工法特点1、针对异形扭曲结构部位，三维的 BIM 可视化模型较传统的二 维施工图纸更能直观的展现结构形式；2、异形结构部位平面及标高的精确定位较传统的人工数据计算 复核， BIM技术更能精确、高效、经济的对数据进行提取；3、利用 BIM 技术对异形结构部位平面及标高定位数据的提取更 为准确、快捷，避免人

4、工数据计算出现误差导致现场重复返工造成材 料、工期及成本的浪费；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，较预制的成品 钢模更能有效的节约工期及成本控制；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，可有效减少施工现场作业平台操作面， 以能更好的排除安全作 业隐患源；7、BIM技术控制现浇异形结构施工能保证现浇异形结构一次性 成型质量高，避免重复拆卸、返工。3.适用范围BIM技术控制现浇异形结构施工工法主要是前期对异形结构部位 数

5、据的精确提取及模板、 背楞等的精确施工放样， 为后续施工现场模 板施工时的平面及标高定位等提供施工依据， 异形结构部位平面定位 及标高等数据的快速精确提取在保证质量、 进度的前提下能有效控制 现场施工，故该工法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的结构建筑。4.工艺原理BIM技术控制现浇异形结构施工主要是先精确建立三维可视化异 形结构模型（设计单位参与模型复核） ，将建立完毕的异形结构三维 模型赋予绘制的 300x300 网格轴网，通过对异形结构 BIM 模型进行 300x300 网格断面三维切片，将断面切片后的断面模型导出 CAD剖面 图，通过各网格交叉点与轴

6、线及标高的相对位置关系， 可精确控制各 网格交叉点的标高数据等参数。4.1BIM 三维模型建立：通过对二维设计施工图纸进行分析确认，在此基础之上建立三维 BIM可视化施工模型；施工前，通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三维模型的建立4.2异形结构轴网绘制通过对异形结构模型部位进行分析， 将异形结构模型部位赋予间 距 300mmx300mm 三维网格轴网， 通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

7、构施工对于模板的要求较高， 单块模板面积较大无法满足 建筑物形式构成的需要、 若单块面积太小模板就会造成模板无法再次使用、减少材料周转面积；对此，利用 BIM 技术对模板虚拟排布， 通过与结构模型的对照，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， 减少施工现场对模板得随意拆分、节省材料、提高工作效率。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的重要结构形式， 它的成 功与否直接关系着整个建筑物的艺术体现形式， 面对错综复杂的异形 结构仅仅依靠设计给

8、出的单一 CAD 施工图纸，是无法满足施工需要 的，为实现高效、准确的施工，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，利用虚拟建立的各 类数据进行实体放样， 搭建完成后通过数据扫描达到设计要求， 方可 进行主楼相应部位施工龙骨二维加工图4.5异形模板 1:1 实体样板施工 针对前期背楞及模板的数据分析及精确放样实行 1:1 实体样板施 工，施工前先进行 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精确控 制；再将其加工完毕背楞及模板进行加固施工， 待异形模板加固施工 完毕后对其进行检查验

9、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毕4.6施工现场结构实体施工针对验收合格的 1:1 实体样板，组织劳动力及专项管理人员进行 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 部位数据的精确分析及提取后， 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 采用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

10、），各网格交叉点标高控制完毕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 背楞施工完毕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现场施工完毕移交5.2操作要点5.2.1异形结构三维模型建立的要点在建立三维可视化模型时需与业主方及设计方沟通确认各构件 标高及定位等细节，确定 CAD图纸的准确性。5.2.1.1建立曲面模型时一定要根据 CAD图的立面及平面图点对 点建立，建立完成以后在模型上任意提取坐标点与 CAD图进行对比， 确保每个点位准确无误。5.2.1.2建立龙骨时要根据所见曲面进行建立，确立龙骨之间的 间距，既要保证曲面的造型、也要

11、保证施工时架体的整体安全性。5.2.2导出 CAD图的要点导出 CAD图形时要准确标注所需数据， 特别是异形龙骨及模板点 位变化出。5.2.3放样时龙骨及模板制作的要点 因龙骨及模板直接关系着整个异形屋面是否能达到设计要求， 所 以在对龙骨及模板加工时必须按照 CAD加工图准确加工， 对于异形部 位的处理需使用相关工具。5.2.4放样拼装的要点在实体 1：1 放样过程中，必须注意每个组成部分的位置、及编 号是否正确，拼装完成后检查任意点位的坐标值是否与模型等同。5.2.5工作面各类控制线建立的要点异形屋面施工过程中， 准确定位尤为关键， 所以在异形屋面的施 工工作面上需放出异形屋面的平面投影轮

12、廓线， 标注好相应的龙骨摆 放位置及方向， 标注相应点的标高控制点。 对于工作面是空洞的位置 应搭建工作平台用来放线，使其有空间位置参照点位。5.2.6工作面满堂架搭设的要点搭设满堂支模架的过程中， 需要根据放线的点位预留出异形屋面 位置，根据坐标点位合理布置异形屋面位置支模架的搭设形式及相应 控制点架体的高度，避免出现支模架的布置不合理反复拆改。5.2.7工作面龙骨及模板安装的要点5.2.7.1因异形屋面的空间位置不规则，高度的跨越相对较高， 在龙骨及模板的安装过程中必须注意施工人员的操作安全及相应安 全辅助措施。5.2.7.2龙骨安装时每一根龙骨需对号安装， 每一根龙骨的定位 必须按照放线

13、的位置。 所有龙骨顶点、 底点的标高定位必须根据同一 个标高参照点进行调整及校核。5.2.8对安装完成以后复核的要点 异形屋面完成拼装以后，需对任意点位的空间位置点进行复核， 模板之间的拼缝必须做到平整， 避免模板拆完以后出现棱角等影响整 体效果的现象。6. 材料与设备6.1主要材料名称及性能要求6.1.1龙骨及模板在异形屋面的建立中， 因异形部位的成型需龙骨来控制， 一些部 位起伏相对较大， 所以龙骨的建立选用了跳板作为载体。 因异形的建 立需要对跳板进行加工， 所以在对跳板的选择具有较高的要求。 由于 曲面的受力方向不规则，不合格的材料在进行加工时容易造成破裂， 异形龙骨加工成型质量差，给

14、施工造成严重后果，因此，施工时应注 意如下几点：6.1.1.1必须对运进现场管材进行严格质量检验，不合格的材料 严禁用于施工现场。6.1.1.2模板的质量关系着异形面的成型效果，施工用模板必须 达到质量要求。6.2机具设备主要机具设备如下表：表 6.2 主要机具设备配备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执行 GB502042015混凝土结构工程施工 质量验收规范和 G

15、B50207 2012屋面工程质量验收规范中的相 关规定：7.1在满堂支模架搭设时， 应当严格按照支模架的搭设要求及施 工方案中的搭设要求，确保架体的安全。7.2龙骨的安装过程中， 应保证每根龙骨的定位准确， 龙骨底标 高及顶标高准确无误。7.3模板安装过程中应注意施工安全， 模板的定位及拼缝必须达 到相关标准。8.安全措施8.1操作人员必须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， 严禁擅自拆改设备。8.2进入施工现场的人员需按规定佩戴劳保用品。8.3与施工无关人员不得进入施工现场。8.4作业中各环节操作人员间必须严格按约定操作信

16、号操作， 遇 到任何报警信号，应立即停止操作。8.5因故停此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查，确认安全后方可作业。8.6作业中传递工具、 材料必须轻拿轻放， 稳妥传递，严禁抛扔。8.7电线电缆、管路、信号控制线连接必须牢固可靠，工作面应 架空敷设，严禁私拉乱接。8.8施工作业过程中， 必须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， 报告施工技术管理 人员，经处理并确认安全后方可继续作业。8.10每道工序完成后必须做交接记录，并保持记录完整。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

17、12V电压供电，照明变压器应独立于压或用于悬挂物体。8.13 人员上下工作面必须走安通道，安全通道应固定在外架上， 并设扶手或护圈。9.环保措施9.1材料堆放应划分区域，应搭设专门的加工房，木材应堆放整 齐，标识清楚，指定专人负责看管。对不同的材料依据性能采取必要 的防雨、防潮、防晒、防火、防爆等措施。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，定期洒水。9.4现场废木材及时外运，车辆离开现场不得夹带泥沙，城区内 要低速慢行，时速不超过 20km/h，防止沿途抛洒污染环境。9.5控制施工现场粉尘、废气等对环境的污染和危害。9.6发

18、电机要采取控制噪声措施， 防止对周围群众生活造成影响。10.效益分析10.1BIM 技术应用于异形屋面施工的实施有着巨大的社会意义 不仅能降低工程造价、缩短施工工期、防范安全，对现代化建筑的推 进也有着重要意义。 该施工工艺先进， 为新型工艺大大降低了材料的 损耗。10.2推广 BIM 技术应用于异形屋面施工工法，有效的解决现代 化建设中设计与施工的脱节问题， 是现代科学技术与现代化建筑完美 结合的必由之路 , 其经济社会效益十分显著。 与其他施工方法相比 BIM 技术施工具有以下优点：10.3适用的地质范围较广，无论是钢筋混泥土结构、钢结构、 木质结构均能达到设计效果。10.4因提前加工完成

19、，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与其他类型的施工方法相比， 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，能更好的适用于任何复杂形 体的修建。10.6工作平面作业环境较好，作业比较安全。由于只需拼装， 没有二次加工、现场大功率用电等较易发生危险的作业 ; 可以夜间作 业 , 如支模架稳定、合适，不会留下二次拆改所带来的安全隐患。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措施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.应用实例目前该工法已在 “万华麓湖生态城 B3 组团项目”中成功得到 应用。 BIM技术的应用以其先进的施工工艺在国内外得到了各行各业 广泛的认可，针对目前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的发展趋势。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； 目前，主体结构已顺利施工 完毕，利用结构扫描仪对施工现场已施工完毕的结构进行实体扫描， 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，且可推广应用的。