钢结构异形建筑项目BIM应用案例赏析

一、 公司简介

广西建工集团第一建筑工程有限责任公司，组建于1955年，现隶属于广西建工集团，广西建工集团是国家房屋建筑工程施工总承包特级企业，同时拥有行业最高甲级设计资质，在广西首创詹天佑大奖和鲁班奖。

二、 工程概况

公司承建的百色市体育中心二期项目是2019年广西第十四届运动会主要场地之一，项目位于百色市龙景区体育路、锦绣路和东洲大道三条主干道围合处，项目用地面积为184632.54m ² ，总建筑面积为103309.09 m ² ，由体育馆、游泳馆、训练馆、体育训练中心、配套用房、室外工程六个子项目共同组成，总投资约11.76亿元。

三、 工程重难点项目

本项目体育馆、游泳馆、训练馆均为钢桁架网架结构，投影呈椭圆形，长轴分别达到171米、160米、146米，用钢量达1万吨，幕墙面积达到3万多平方米，其中，大跨度钢桁架结构、螺栓球网架结构、大跨度球形金属屋盖、倾斜曲面幕墙为工程施工的重难点，多专业工程施工体量大、结构复杂、施工难度高，同时本工程需按期竣工交付使用，已成功举办广西第十四届运动会工期进度要求紧。

四、 实施过程

为保证BIM技术应用的顺利实施，从公司到项目成立了相应BIM组织机构，确定了推进公司BIM技术应用发展，解决工程施工实际问题的BIM实施目标，利用各BIM应用软件专业优势搭建起适合本项目BIM应用具体实施的软硬件平台，BIM小组参照建模标准，先后完成了三维场地布置、各大场馆结构、建筑模型和相应机电、综合管线模型，项目践行绿色施工理念。

在安全文明施工方面，通过BIM技术对现场生活区、办公区、施工区平面进行三维模拟布置，科学合理的规划与利用场地，节约施工场地的土地占用，减少施工材料的二次搬运，为项目顺利举办、绿色施工现场观摩会及成功创建绿色施工示范工程和安全文明标准化工地，提供了有力支持。

在游泳场馆结构建模过程中，项目人员发现游泳馆跳台结构造型复杂，二维图纸较难直观表现实际结构形状，BIM小组首先通过Revit建立起来跳台结构模型，然后测量计算出各构件模板尺寸数据生成了跳台的材料下料、加固尺寸图表，最后运用Navisworks生成施工模拟视频，同时利用3D打印技术，通过3D打印机打印跳台模型，视频与模型相结合进行技术交底，很好的辅助指导现场工人施工。

在钢结构深化设计时，使用Tekla软件自定义生成复杂三维节点，解决钢结构加工成型问题，在实际施工中，Tekla能提供构件上相关控制的三维坐标，为现场安装提供了可靠的数据，提高了现场安装的精度，施工指导性更强。

体育场馆钢管桁架单榀构件重达28.43吨，受限于起重吊装设备条件，无法一次性吊装，项目借助BIM软件，搭设临时支撑模型，分析可行性后，确定了单榀桁架分三跨掉转，在边跨与中间跨交点处搭设的装配式单元桁架钢结构临时支撑，最后在高空合龙的安装方案保证了大跨度钢桁架屋盖安装的施工安全和顺利完成，借助BIM应用技术，该项技术成功获得广西区级工法国家QC小组成果等奖项。

本工程幕墙面积达到3万多平方米，整体呈圆弧形，玻璃规格尺寸多，幕墙深化设计要求高，三大场馆的双曲面玻璃及双曲面石材排布分割难度大，我们采用BIM技术依据该建筑物的实际外观，创建幕墙表皮并进行优化与分割，使幕墙的嵌板完全符合设计并达到规范要求，同时利用创建的参数化配件，找出配件的加工图，能确保每个配件、每块嵌板的加工都准确无误，利用BIM软件平台的碰撞检测功能，进行幕墙结构与主体的碰撞检查，提前规避施工中会出现的问题，减少返工，提高施工质量，顺利克服双曲面玻璃幕墙等复杂工程施工技术难题。

为使综合管线合理排布，确保机电各系统间以及机电与其他专业间的施工互不影响，将Revit模型导入Navisworks中进行机电碰撞检查，总共检查出碰撞处一千余处，按照施工规范进行综合管线深化设计，提前规避施工中会出现的问题。

项目运用Revit的幕墙系统功能，对建筑瓷砖预铺贴效果进行设置并预览，瓷砖预铺贴效果给各方在建筑贴砖的材质、尺寸、颜色等的选择上提供参考。

通过建模大师对土建墙体进行砌筑预排，优化砌体工程量统计，并生成三维排砖图，利用排砖效果图，对建筑施工进行严格管理，材料损耗率降低3%。

基于BIM模型，利用自动焊接机器人对大尺寸型钢结构进行自动焊机，具有解决平焊、横焊、立焊三种焊接位置的自动焊接功能，项目部结合二维码创新技术，利用BIM技术的可视化、可模拟性的优点，将各种技术交底安全交底，通过BIM建模和Navisworks软件进行模拟，让技术质量和安全管理贯穿整个施工过程，同时将工程实体的实测、实量数据等信息制作成二维码，在测量主体上进行粘贴。

将项目管理相关数据全面化、具体化，并与相关责任人关联化，有效推进项目各项主体责任制的落实以及信息的公开化。

五、 总结

通过 BIM 技术在百色市体育中心二期项目的应用，不仅解决了工程中的多项难题，降低了施工成本，还收获了多个奖项荣誉，也提高了沟通效率与管理水平，树立了广西一建良好的品牌形象，为红色革命根据地百色市是增添一道亮丽的风景线。