BIM技術(shù)在重慶魚洞體育館項目的應(yīng)用

重慶華熙LIVE?魚洞體育館項目01020304項目簡介機(jī)電工程BIM應(yīng)用BIM效益分析及總結(jié)鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用目錄1項目簡介1.1工程概況工程名稱重慶華熙LIVE?魚洞體育館項目建設(shè)單位XX發(fā)展有限公司

設(shè)計單位

XX設(shè)計研究院有限公司工程地點(diǎn)重慶市巴南區(qū)巴南區(qū)體育場東側(cè)

建筑面積115410㎡建筑高度35米建筑層數(shù)

體育館地下1層，地上5層（包含5層夾層）；熱身館地下1層，地上2層；附屬商業(yè)用房為坐落在體育館二層平臺的7棟單層建筑結(jié)構(gòu)形式主體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)屋蓋為鋼桁架結(jié)構(gòu)開竣工時間建筑功能體育競技娛樂演出項目簡介工程總用地面積98486m2建筑占地面積約40000m2地下室建筑面積29692m2鋼結(jié)構(gòu)屋面跨度126x109.2m984864000029692126x109.214個5.6個28個33個鋼結(jié)構(gòu)屋蓋總用鋼量約4000噸40000.6個標(biāo)準(zhǔn)足球場標(biāo)準(zhǔn)游泳池標(biāo)準(zhǔn)籃球場埃菲爾鐵塔項目簡介體育館結(jié)構(gòu)東西向長度約190m，南北向長度約170m，熱身館結(jié)構(gòu)東西向長度約50m，南北向長度約60m，地下室外墻總長約900m。190m170m50m60m（1）

結(jié)構(gòu)平面尺寸很大，屬超長結(jié)構(gòu)1.2工程重難點(diǎn)分析本工程體育館屋蓋為大跨度鋼結(jié)構(gòu)，長126m，寬109.2m，總體量約3000噸，承重達(dá)400噸。屋蓋最大高差8.717m，約3層標(biāo)準(zhǔn)樓層高。109.2m126m（2）

體育館屋蓋為大跨度鋼結(jié)構(gòu)項目簡介下弦典型節(jié)點(diǎn)上弦典型節(jié)點(diǎn)單個節(jié)點(diǎn)在間距為800mm的范圍內(nèi)焊接了45塊異形鋼板本工程鋼屋蓋最高點(diǎn)高度35.0m（單層大空間），上弦、下弦、腹桿共3358個桿件，截面種類有矩形管、圓管、H型鋼、橫置H型鋼帶下肋，截面種類、規(guī)格達(dá)20種。節(jié)點(diǎn)桿件交叉焊接復(fù)雜，施工難度大。（3）

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、施工難度大項目簡介本工程性質(zhì)為大型復(fù)雜公建項目，結(jié)構(gòu)輪廓多為圓弧形，機(jī)電管線交叉縱橫，深化難度大，施工復(fù)雜。（4）

機(jī)電工程施工復(fù)雜項目簡介（5）安全文明施工管理要求高。項目簡介本工程作為巴南區(qū)區(qū)級重點(diǎn)工程及重慶市市級重點(diǎn)工程，備受各級領(lǐng)導(dǎo)關(guān)注與重視。自項目進(jìn)場以來，累計舉行觀摩檢查活動約28次，參觀人數(shù)約1600余人次。為提升公司品牌形象，充分發(fā)揮項目的窗口效應(yīng)，對現(xiàn)場安全文明施工管理提出了更高的要求。2.3BIM應(yīng)用策劃根據(jù)本工程的工程特點(diǎn)，針對本工程最大施工困難——鋼結(jié)構(gòu)屋蓋施工及最復(fù)雜的分項工程——機(jī)電工程，項目成立之初就對這兩個分項工程BIM應(yīng)用策劃。分項工程BIM主要應(yīng)用策劃鋼結(jié)構(gòu)工程施工工況模擬鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件深化設(shè)計及出圖三維可視化交底機(jī)電工程碰撞檢查管線深化設(shè)計及出圖管線綜合排布項目簡介2.5BIM軟件應(yīng)用Revit土建及機(jī)電工程模型建立MidasGen鋼結(jié)構(gòu)施工工況模擬Tekla鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件深化設(shè)計Navisworks機(jī)電工程應(yīng)用項目簡介2鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用項目運(yùn)用revit建立土建結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用TEKLA建立鋼屋蓋模型，并進(jìn)行整合，幫助項目施工人員直觀了解分析兩個專業(yè)施工的相互影響，最終確定預(yù)留軸線I-X2軸以內(nèi)土建結(jié)構(gòu)，滿足鋼結(jié)構(gòu)中心區(qū)域的安轉(zhuǎn)及整體提升要求。中心整體提升區(qū)域外圍桁架整榀吊裝區(qū)域2.1中心整體提升區(qū)域確定鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用計算模型

本次提升過程采用MidasGENV836有限元程序仿真分析。模型中標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：1.0DL；基本荷載組合：1.573DL，其中DL為被提升結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重。取荷載倍數(shù)1.1，動力倍數(shù)1.1，不均勻倍數(shù)1.3，故荷載分項系數(shù)取1.573?！吨匦徒Y(jié)構(gòu)和設(shè)備整體提升技術(shù)規(guī)范》GB51162-2016，規(guī)定被提升結(jié)構(gòu)取荷載分項系數(shù)1.4<1.573，故滿足要求。應(yīng)力比云圖2.2中心區(qū)域整體提升階段仿真模擬驗算鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用DXYZ變形分布反力分布圖對原結(jié)構(gòu)桿件進(jìn)行加固及替換后（加固8根桿件，替換28根桿件），被提升結(jié)構(gòu)桿件最大應(yīng)力比為0.74<1.0,滿足要求。第一次提升工況中結(jié)構(gòu)最大綜合變形13mm，最大豎向變形為13mm，支撐架間距25.2m，豎向變形為間距的1/1938，滿足規(guī)范要求。鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用外圍桁架安裝順序本次提升過程采用MidasGENV836有限元程序仿真分析。模型中標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：1.0DL；基本荷載組合：1.4DL，其中DL為被提升結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重。整個吊裝階段以施工步模擬分析為依據(jù)。

按照現(xiàn)場實際安裝順序，建立提升、安裝、卸載階段施工模擬模型，并驗算各階段鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力及變形是否符合要求。鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用2.3外圍區(qū)域安裝階段仿真模擬驗算反力分布DZ變形分布最后階段模型DXYZ變形分布

原結(jié)構(gòu)部分桿件替換后（73根桿件），安裝階段桿件最大應(yīng)力比為0.84<1,滿足要求。安裝工況中結(jié)構(gòu)最大綜合變形17mm，最大豎向變形為17mm。鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用本次卸載過程采用MidasGENV836有限元程序仿真分析。模型中標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：1.0DL；基本荷載組合：1.4DL，其中DL為被卸載結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重。整個安裝階段以施工步模擬分析為依據(jù)。卸載方法：整體同步卸載，即8個提升點(diǎn)同時卸載；卸載順序：D01~D08同步卸載，以位移控制為依據(jù)，本次卸載驗算以每次卸載高度約40mm為依據(jù)，共進(jìn)行4次卸載。實際卸載工況按每次卸載高度10mm，計算按照不利工況每次卸載40mm進(jìn)行驗算。應(yīng)力比云圖DZ變形分布柱腳編號卸載前反力(kN)卸載后反力YkN)桿件最大應(yīng)力比變形值（mm）D0117481315

D0221081575

D0320301575

D0416701315

D0517251315

D0621171575

D0721091575

D0817021315

總結(jié)

0.59-48第一次卸載計算模型結(jié)果匯總表鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用2.4卸載階段仿真模擬驗算第二次卸載計算模型應(yīng)力比云圖柱腳編號卸載前反力(kN)卸載后反力YkN)桿件最大應(yīng)力比變形值（mm）D011315930

D0215751050

D0315751050

D041315930

D051315930

D0615751050

D0715751050

D081315930

總結(jié)

0.53-81DZ變形分布結(jié)果匯總表鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用第三次卸載計算模型應(yīng)力比云圖DZ變形分布結(jié)果匯總表柱腳編號卸載前反力(kN)卸載后反力YkN)桿件最大應(yīng)力比變形值（mm）D01930440

D021050525

D031050525

D04930440

D05930440

D061050525

D071050525

D08930440

總結(jié)

0.51-117鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用結(jié)果匯總表柱腳編號卸載前反力(kN)卸載后反力YkN)桿件最大應(yīng)力比變形值（mm）D014400

D025250

D035250

D044400

D054400

D065250

D075250

D084400

總結(jié)

0.60-151第四次卸載計算模型應(yīng)力比云圖DZ變形分布鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)卸荷完成，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋豎向?qū)嶋H變形為150mm，滿足設(shè)計要求。針對本工程鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)多由不規(guī)則鋼構(gòu)件組成。項目采用TEKLA軟件進(jìn)行建模，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)碰撞檢查，最終生成二維圖紙，指導(dǎo)鋼構(gòu)廠加工及現(xiàn)場施工。同時，每個構(gòu)件均貼有各自的二維碼，便于現(xiàn)場進(jìn)行物料跟蹤檢查鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用2.5結(jié)構(gòu)建模、出圖并加工制作鋼結(jié)構(gòu)碰撞檢查節(jié)點(diǎn)大樣圖節(jié)點(diǎn)實物圖項目所有BIM成果均傳至“e-建筑”平臺，項目管理人員基于“e-建筑”平臺通過手機(jī)、iPad等設(shè)備隨時隨地瀏覽鋼結(jié)構(gòu)模型，輔助項目的現(xiàn)場質(zhì)量管理。通過“云建造”平臺將該問題反映到“質(zhì)量管理手機(jī)APP系統(tǒng)”，形成“互聯(lián)網(wǎng)+”管理模式，方便現(xiàn)場管理。鋼屋蓋施工BIM應(yīng)用2.6實時動態(tài)可視化質(zhì)量驗收“e-建筑”平臺質(zhì)量管理手機(jī)APP系統(tǒng)3機(jī)電工程BIM應(yīng)用機(jī)電工程BIM應(yīng)用3.1可視化交底針對制冷機(jī)房等管線復(fù)雜的施工部位，利用BIM模型進(jìn)行多次三維可視化技術(shù)交底，采用漫游的方式，工程復(fù)雜部位一目了然，施工效果良好。BIM模型可視化漫游制冷機(jī)房模型圖進(jìn)行機(jī)電管線綜合碰撞檢測，并根據(jù)碰撞結(jié)果進(jìn)行逐一綜合排布深化。深化前深化后深化前深化后深化前深化后3.2機(jī)電管線碰撞檢查機(jī)電工程BIM應(yīng)用機(jī)電工程BIM應(yīng)用3.3空間優(yōu)化針對業(yè)主單位主要走道均無吊頂?shù)淖龇?，且要求走道空間“無限高”的要求，項目采用Navisworks針對此部位管線走向進(jìn)行重新排布，通過三維模型向業(yè)主單位展示管線排布成果，將最初管線最低高度整體提升30cm左右，且大大增大管線排布的美觀性。走道管線排布效果圖機(jī)電專業(yè)采用REVIT軟件進(jìn)行深化設(shè)計，利用BIM進(jìn)行管線綜合排布。確認(rèn)深化方案后，在軟件中輸出綜合圖及專業(yè)圖，作為現(xiàn)場施工依據(jù)。機(jī)電BIM模型3.4管線深化及出圖機(jī)電工程BIM應(yīng)用將建筑結(jié)構(gòu)模型與機(jī)電綜合管線模型進(jìn)行組合，導(dǎo)出平面CAD圖紙，附機(jī)電管線標(biāo)高，并根據(jù)管線型號逐一進(jìn)行預(yù)留洞深化設(shè)計，最終形成預(yù)留洞CAD圖紙。3.5機(jī)電預(yù)留洞口出圖機(jī)電工程BIM應(yīng)用4總結(jié)分析總結(jié)分析4.1經(jīng)濟(jì)及社會效益（1）降低施工成本，節(jié)省材料用量：BIM技術(shù)的應(yīng)用，極大的提高了現(xiàn)場施工效率，最大限度的做到了物盡其用，整體降低了現(xiàn)場施工成本。（2）工期保障：BIM技術(shù)的深度應(yīng)用，加強(qiáng)了現(xiàn)場管理人員對施工過程的預(yù)判，避免了傳統(tǒng)工藝無法避免的返工等問題，保證了現(xiàn)場施工進(jìn)度。（3）質(zhì)量保證：BIM技術(shù)對構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計，保證了構(gòu)件一次成型，極大提高了構(gòu)件加工精度，同時提高了現(xiàn)場質(zhì)量管理的效率。（4）安全保證：BIM技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)屋蓋施工工況進(jìn)行了模擬分析，對設(shè)計單位尚未考慮周全的施工工況進(jìn)行了補(bǔ)充，保障了屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的施工安全?？偨Y(jié)分析4.2持續(xù)改進(jìn)及下一步計劃（1）持續(xù)改進(jìn)：