郝學潮 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)大樓項目指導高大支模應用

郝學潮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)是貴州省第二個綜保區(qū)，位于貴安新區(qū)馬場產(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，該項目為保稅區(qū)中綜合服務(wù)大樓，BIM技術(shù)以于項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時地完成，為整個項目按時竣工助力。

BIM;高大支模;方案模擬;安全;動畫展示

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

1 引言

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)作為當今建筑業(yè)關(guān)注的焦點，為建筑行業(yè)的信息化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化提供了強有力的技術(shù)保障。BIM應用具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可展示性等特點，BIM技術(shù)是通過軟件實現(xiàn)的，但軟件應用并非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，全國范圍內(nèi)建筑施工支撐體系坍塌事故頻繁發(fā)生，嚴重威脅著施工人員的生命財產(chǎn)安全，也困擾著每一個施工單位，隨著BIM技術(shù)的日益成熟，其在模型建立之后的展示預警功能被大家更加廣泛地了解，正是考慮到BIM技術(shù)這項能力的重要性，將其與施工支撐體系的搭建有機地整合在一起，確保施工方案意圖的準確表達，提前演示整個施工流程，預警方案中會發(fā)生的意外和缺陷，通過模擬確保整個支撐體系搭建過程順利安全完成，保障施工人員的生命財產(chǎn)安全，緩解施工單位的壓力，確保施工項目如期完工。

2 高大支模的施工方案

2.1 項目情況

貴安綜合保稅區(qū)建設(shè)項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，因為整體項目工期較為緊張，所以擬定高大支模工期為兩層建筑完成時間，即13至14天，本工程高支模部分計劃于2015年5月10日實施，并隨著結(jié)構(gòu)的施工流水插入搭設(shè)，計劃到2015年6月20日完成全部高支模施工。

2.2 施工目標

確保高支模搭設(shè)、使用、拆除過程中施工安全，保質(zhì)保量完成圖紙設(shè)計的全部內(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

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

2.4 施工質(zhì)量要求

必須嚴格控制材料質(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 項目部成立安全生產(chǎn)小組，嚴格執(zhí)行安全專項施工方案，加強對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、半成品均應滿足規(guī)范和安全施工要求。2.5.3 對施工方案之中所采用各種規(guī)范、規(guī)程、標準、圖紙和政府文件等必須為現(xiàn)行及最新的指導性文件。

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加強技術(shù)交底和施工過程控制，嚴格執(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，進入施工現(xiàn)場必須正確佩戴安全防護用品。

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節(jié)，整合全部支模過程，提前預知過程難點位置，全過程演示高大支模全部方案。綜上所述決定采用Autodesk Revit進行模型搭建，Autodesk 3DS max進行模型處理，Autodesk Maya進行動畫合成，這種方案的優(yōu)點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)換時細節(jié)的缺失。

3.1 結(jié)構(gòu)模型的搭建

整個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，兩個主要區(qū)域在同一個模型中搭建對硬件要求太高，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節(jié)部分也分開搭建，減少制作動畫時的硬件要。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(計算時采用Φ48×2.8mm鋼管)，鋼管的折減率為0.8。置于200mm寬40mm厚通長設(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。

本項目所用腳手架為插槽式腳手架，在進行滿堂腳手架布置之前需要制作插槽式腳手架相對應的族庫(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

搭建的腳手架應與以澆筑完成的混凝土結(jié)構(gòu)柱進行抱箍，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點。

3.2.5 搭建雙向的剪刀撐

豎向剪刀撐構(gòu)造：豎向剪刀撐延長接長用不少于2個旋轉(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。豎向剪刀撐交叉點選擇旋轉(zhuǎn)扣件聯(lián)接。豎向剪刀撐斜桿與立桿每個結(jié)點用旋轉(zhuǎn)扣件聯(lián)結(jié)。豎向剪刀撐轉(zhuǎn)折點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對拉螺栓進行固定。

3.3.5 完成模具的搭建，進行安全檢查

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

3.3.6 梁板鋼筋安裝，進行澆筑。

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 演示動畫的制作

采用Autodesk Revit完成所需模型的搭建，將模型導入到Autodesk 3DS Max中進行調(diào)整與渲染，整理模型細節(jié)設(shè)置動畫單元，添加各部件材質(zhì)使每個構(gòu)件能夠真實顯示，為Autodesk Maya制作動畫做準備。

將Autodesk 3DS Max中整理好的模型導出由Autodesk Maya完成全部流程的動畫展示，導出視頻文件，用來更直觀的表達整個高大支模的過程，以及過程中應注意的細節(jié)，指導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)省時間，為整個項目的竣工做好時間基礎(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)大樓項目高大支模應用方面的模擬及演示，該應用主要作用體現(xiàn)為確定施工流程，檢查細節(jié)部位搭建工作，提供施工指導展示，提前注意高大支模要點，確保方案的順利實施。為整個項目提高工作效率，按期完工奠定了基礎(chǔ)，同時BIM技術(shù)在本項目其他方面應用也以全面展開。

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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

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

TU17；TU398+.2

A

1674-7461(2015)05-0035-04