周肖飛 張世豪

摘要：雙曲面屋面對于常規(guī)的深化設計、下料和施工來說一直是重難點。隨著BIM技術的不斷發(fā)展和應用，這一問題逐漸得到解決。文章以廣東（潭州）國際會展中心二期金屬屋面工程雙曲面屋面為研究對象進行深入分析BIM技術對于雙曲面結構的深化設計、下料和施工中的應用。

關鍵詞：雙曲面;屋面;BIM技術;三維掃描

隨著BIM技術的不斷成熟，推動了建筑行業(yè)進入了一個快速發(fā)展的時代，無論是設計階段還是施工階段都對這種新技術大量的引用，正因為這種參數(shù)化設計的引入，讓更多造型復雜、巧奪天工的建筑成為可能。本文將以廣東（潭州）國際會展中心二期金屬屋面工程為例，剖析BIM技術對于設計和施工的應用。

1工程概況

本工程位于廣東省佛山市北浯鎮(zhèn)上僚片區(qū)，南臨荷岳路，東臨會展東路，西臨會展中路，與一期南北相望，是順德會展城的核心區(qū)域。主要由6#、7#、8#、9#、10#五個展館、中庭及登陸廳、能源中心及倉庫組成，展館部分一層，局部四層;中庭部分一層，局部四層。登錄廳及中庭連廊（下文統(tǒng)稱為中庭）整體南北長度376.1m、東西跨度81.8m、結構最大標高33m，中庭屋面為異形曲面造型。

2專業(yè)工程特點及難點

2.1工程體量大

7#、9#、10#展廳及連廊屋面面積一共3萬多平方米，造型全部是單曲面，加工周期僅為兩個月，材料采購及加工周期短，屋面造型復雜，材料繁多，采購時間緊;屋面面板、鍍鋁鋅壓型鋼板和鋁鎂錳壓型底板為薄板，易變形，尤其在設計起拱要求下，對構件的制作精度和運輸要求較高。

2.2出圖時間緊

本工程屋面結構復雜、工期緊迫，設計圖與深化設計同步進行，過程中設計圖修改多，深化設計工作重復深化，難以進行全面深化，深化設計進度緩慢，對制作廠構件加工進度存在較大影響。此外，收到設計圖后，節(jié)點需進行工藝評審，坐標的導人建模及坐標的導出作業(yè)量大耗時較長。

2.3施工難度大

由于中庭金屬屋面為雙曲面造型，工人在屋面進行作業(yè)時難以站立，安全系數(shù)比較高。屋面龍骨密集，單體檁條較重，需要逐根吊裝，施工難度大。由于檁條規(guī)格不一樣，數(shù)量較多，現(xiàn)場安裝定位和焊接難度大。

2.4材料加工周期長

中庭屋面造型為異形曲面，有將近一半的主檁條需要進行拉彎處理，基本上每條檁條的拉完半徑都不一樣，設計下料難度大，彎弧廠家需要調整的模具較多，加工時間太長，加工工藝要求高。

3BIM技術具體應用

3.1校驗深化設計圖紙

基于建筑結構及屋面專業(yè)的設計文件，理解屋面專業(yè)設計意圖，合理優(yōu)化屋面節(jié)點及連接關系，完成本項目所有屋面節(jié)點。根據(jù)二維CAD圖紙建立三維rhino模型，檢驗圖紙中存在的錯誤，提前預知施工過程中遇到的問題，在施工前期提出問題最優(yōu)的解決方案。遇到設計表達不明確或有遺漏的，完善屋面專業(yè)系統(tǒng)設計，向設計單位提出調整建議并把最終設計解決方案反映到深化設計專業(yè)圖紙中。

3.2細部復雜節(jié)點的可視化設計

對于一些復雜節(jié)點，傳統(tǒng)的二維圖紙難以窺其全貌。這對施工交底造成了一些挑戰(zhàn)，而隨著BIM技術的發(fā)展，可以在移動端通過APP對處理過的二維圖紙進行掃描，從而在屏幕上就可以生成復雜節(jié)點的三維模型，通過旋轉屏幕下方的二維圖紙可以實現(xiàn)復雜節(jié)點的360°全景效果的查看，這樣更能直觀的理解各個構建的搭接關系，從而與現(xiàn)場設計做好施工交底。

3.3建立屋面BIM模型

在復核過的鋼結構模型上搭建屋面BIM模型，完成包括檁托、主檁條、穿孔底板、吸音棉、鍍鋁鋅壓型鋼板、保溫巖棉、Z型檁條、TPO、鋁單板在內的所有模型。

模型能很好用于下料、成本估算以及施工協(xié)調包括碰撞檢查、施工進度計劃以及可視化交底等。

3.4BIM下料和指導施工

把CAD圖紙導人rhino建立屋面模型，運用grasshopper插件對需要拉彎的每根主檁條進行編號、計算出弧長和半徑并導出Excel表格。經過后期整理出每根檁條需要用到的套材尺寸，把尺寸歸類后進行下料。

由于中庭造型為雙曲，主檁條半徑規(guī)格比較多，按照原尺寸加工周期長，會嚴重影響現(xiàn)場施工進度。所以運用grasshopper插件把半徑相近的檁條擬合成同一半徑，從而縮短加工周期，提高屋面工程進度。

把主檁條編號和弧長導出CAD圖紙，每個檁條編號和材料一一對應，從而避免現(xiàn)場錯誤安裝，起到了指導施工的作用。

4結束語

通過BIM技術在廣東（潭州）國際會展中心二期金屬屋面工程中的應用，讓我們看到了BIM行業(yè)的美好前景。無論是在深化設計階段、現(xiàn)場測量方面、模型建立方面，還是在后期施工方面，BIM技術都有著舉足輕重的作用。它不僅能夠優(yōu)化設計方案，對現(xiàn)場進行精確定位，縮小施工誤差，統(tǒng)計工程量，還對技術交底有著深遠的影響。隨著BIM技術的不斷發(fā)展，會給建筑行業(yè)帶來更加深入的變革。