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摘要：本文旨在通過(guò)實(shí)際工程案例探討BIM（詞條“BIM”由行業(yè)大百科提供）建模技術(shù)以及裝配式技術(shù)在異形曲面建筑中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：BIM建模，裝配式技術(shù)應(yīng)用
第一章、前言
1、工程概況
本工程坐落于東太湖之畔的蘇州灣，總用地面積約10.7公頃，總建筑面積19.8萬(wàn)平方米，包括北部蘇州大劇院及南部吳江博覽中心兩個(gè)項(xiàng)目。其中，蘇州大劇院共9.5萬(wàn)平方米，主要功能為大劇院、小劇院及一個(gè)IMAX廳和若干電影放映廳，外裝飾最大高度：53.912m。吳江博覽中心共10.3萬(wàn)平方米，主要功能為博物館、城市規(guī)劃展示館及會(huì)議中心，外裝飾最大高度：54.705m。
2、工程亮點(diǎn)
本工程最大的亮點(diǎn)為貫通北部大劇院與南部吳江博覽中心的陽(yáng)極氧化鋁板飄帶，整體飄帶為空間三維結(jié)構(gòu)，飄帶結(jié)構(gòu)體系為空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)，大劇院和博覽中心通過(guò)鋁板（詞條“鋁板”由行業(yè)大百科提供）飄帶連接貫通，鋁板飄帶呈不規(guī)則空間弧形。按標(biāo)高飄帶分為上飄帶和下飄帶。
整體飄帶系統(tǒng)中包括有陽(yáng)極氧化鋁單板、穿孔鋁板、低輻射LOW-E夾層中空玻璃、消防救援窗等。由于飄帶外形為扭轉(zhuǎn)弧形，分格單元為三角形平板，總面積約四萬(wàn)多平方米。
鋁板飾面為不規(guī)則的連續(xù)漸變外形，采用三角形來(lái)適應(yīng)外表面變化.三邊設(shè)置閉合的鋁副框，采用機(jī)械螺釘連接于次鋼龍骨高度變化要求;板之間接縫采用硅酮密封膠密封。面板采用3mm厚5005H18陽(yáng)極氧化鋁單板，鋁板采用連續(xù)氧化工藝制作，表面無(wú)肉眼可見(jiàn)的明顯色差，顏色及安裝方向須滿足建筑師的要求.
主受力龍骨，采用鍍鋅鋼方通，龍骨布置方向與鋁板分格相一致，橫向鋼龍骨與豎向鋼龍骨交接處采用焊接連接;
由于整幅鋁板幕墻（詞條“鋁板幕墻”由行業(yè)大百科提供）(即建筑立面上的鋁板飄帶)為弧形，因此考慮到材料加工及現(xiàn)場(chǎng)安裝的可行性，單塊鋁板為三角形平板，相鄰板片間通過(guò)鋁副框前端的弧形部分調(diào)節(jié)方向飄帶每塊鋁板的朝向，需借助BIM模型進(jìn)行空間定位后再現(xiàn)場(chǎng)安裝;
整體飄帶系統(tǒng)中包括有陽(yáng)極氧化鋁單板、陽(yáng)極氧化穿孔鋁單板、低輻射LOW-E夾層中空玻璃等。
該系統(tǒng)為封閉式系統(tǒng)設(shè)計(jì)(接縫由硅酮密封膠密封)。除僅用于外飾的飄帶外，作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鋁板幕墻需在后部設(shè)置2mm厚的防水鋁板層和保溫巖棉.對(duì)于裝飾性作用的鋁板飾面，可不設(shè)置背板和保溫巖棉.
除飄帶主體鋼結(jié)構(gòu)外，其他所有用于安裝外飾面的次鋼結(jié)構(gòu)均屬于幕墻工作范圍。次鋼要用熱浸鍍鋅（詞條“熱浸鍍鋅”由行業(yè)大百科提供）處理。
在指定位置設(shè)置固定玻璃，玻璃采用夾膠中空玻璃(不可開(kāi)啟位置采用夾膠玻璃)，玻璃板塊通過(guò)結(jié)構(gòu)膠固定的鋁副框連接在主框架龍骨上。
鋁板表面色差處理：鋁板應(yīng)采用連續(xù)氧化工藝制作，表面無(wú)肉眼可見(jiàn)色差，如有必要氧化方向應(yīng)一致。
由于鋁板飄帶為空間不規(guī)則弧形，須同時(shí)結(jié)合3D模型及二維施工圖進(jìn)行飄帶形狀、規(guī)格確定、現(xiàn)場(chǎng)施工定位等工作。
第二章、金屬飄帶BIM建模及裝配式技術(shù)特點(diǎn)
1、金屬飄帶BIM建模技術(shù)特點(diǎn)
根據(jù)設(shè)計(jì)的飄帶CAD圖紙，建立出BIM飄帶模型。進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)計(jì)的飄帶空間關(guān)系，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)行各專業(yè)間的碰撞檢查，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，將飄帶鋁板系統(tǒng)分割成標(biāo)準(zhǔn)的單元板塊，每一個(gè)單元板塊必須包含與主體連接構(gòu)件的詳細(xì)參數(shù)，此階段進(jìn)行優(yōu)化的單元板塊方案，對(duì)建筑物最終的豎向設(shè)計(jì)空間進(jìn)行檢測(cè)分析，并給出最優(yōu)的單元板塊布置。使得建筑信息化模型(BIM)較為準(zhǔn)確，并能提供各專業(yè)的工程量明細(xì)，從而滿足其在加工、施工階段的技術(shù)要求。使用軟件為REVIT及RHINO。
理論模型完成后，再根據(jù)測(cè)量技術(shù)結(jié)合模型的應(yīng)用，將飄帶鋁板高空坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地面坐標(biāo)，采用全站儀直接由控制點(diǎn)進(jìn)行三維放樣，可達(dá)到很高的精度效果，減少其他儀器多次測(cè)量引起的累計(jì)誤差。高程控制網(wǎng)的基本網(wǎng)和加密網(wǎng)精度保持一致，其精度根據(jù)規(guī)范確定。復(fù)測(cè)精度與建網(wǎng)精度相同，鋼結(jié)構(gòu)卸載后采用激光掃描儀對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行激光掃描。激光掃描儀采取非接觸式激光掃描，基于點(diǎn)云獲取三維數(shù)據(jù)。通過(guò)全站儀與三維激光掃描儀進(jìn)行配合，使三位激光掃描儀獲取的點(diǎn)云坐標(biāo)與模型坐標(biāo)的進(jìn)行匹配轉(zhuǎn)換。利用掃描后的點(diǎn)云模型與BIM理論模型進(jìn)行合并，分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際構(gòu)件與理論模型的位置誤差，對(duì)誤差超限的區(qū)域模型進(jìn)行修正，滿足建筑外觀并進(jìn)行對(duì)超限區(qū)域圓滑過(guò)渡。
利用建筑信息化模型(BIM)系統(tǒng)軟件創(chuàng)建飄帶鋁板深化模型。在制作深化模型過(guò)程中，利用軟件協(xié)同工作，檢查與其他專業(yè)之間的相對(duì)位置關(guān)系并作相應(yīng)的調(diào)整。本項(xiàng)目采用裝配化單元式體系，根據(jù)Revit軟件分析得出，縱向鋁板骨架不彎弧，橫向根據(jù)造型進(jìn)行彎弧扭轉(zhuǎn)，因此，本工程飄帶鋁板單元設(shè)計(jì)以縱向一體化，即縱向一整排可在地面進(jìn)行拼裝，橫向分析得出可以在不超過(guò)3塊鋁板板寬的長(zhǎng)度下進(jìn)行地面拼裝而不影響整體造型的實(shí)現(xiàn)，根據(jù)計(jì)算分析，最大單元板塊為(縱向28米*橫向7.5米)。考慮到整體框架的穩(wěn)定性，縱向分為三個(gè)小單元進(jìn)行吊裝。
以標(biāo)準(zhǔn)模塊的形式創(chuàng)建，繪制符合生產(chǎn)工藝要求的深化圖紙及明細(xì)表，對(duì)每一塊鋁板、構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)，并對(duì)其定位坐標(biāo)、顏色、材質(zhì)、加工尺寸和到場(chǎng)時(shí)間等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)梳理，可以方便快捷的導(dǎo)出板塊清單、材料清單。
裝配式施工技術(shù)特點(diǎn)：
采用單元板塊化安裝的方式來(lái)進(jìn)行加工組裝，在地面進(jìn)行單元板塊的拼裝，減少高空作業(yè)量。考慮到單元板塊尺寸為7.5米×28米，現(xiàn)場(chǎng)鋁板單元的拼裝場(chǎng)地尺寸要求大致為：長(zhǎng)30m×寬10m=300㎡。由于現(xiàn)場(chǎng)鋁板飄帶體量巨大，考慮到本工程的實(shí)際需要，為保證施工工期，計(jì)劃現(xiàn)場(chǎng)布置8塊單元拼裝場(chǎng)地。
單元板塊拼裝步驟順序：
第一步：飄帶鋁板單元板塊高空轉(zhuǎn)接件的制作
第二步：飄帶鋁板單元板塊骨架的安裝(拼裝場(chǎng)地拼裝)
第三步：飄帶鋁板單元板塊鍍鋅鋼板的安裝
第四步：飄帶鋁板單元板塊保溫棉的鋪設(shè)
第五步：飄帶鋁板單元板塊防水鋁板的安裝
第六步：飄帶鋁板單元板塊鋁單板面板的安裝
飄帶鋁板單元板塊的吊裝：
本工程飄帶鋁板單元板塊在垂直運(yùn)輸時(shí)，由于單元板塊面積較大，且剛度不足，提升時(shí)，容易引起變形，因此，在垂直運(yùn)輸?shù)跹b時(shí)，將采用吊裝繩索禁錮綁扎。同時(shí)板塊下方需加設(shè)纜風(fēng)繩，用以控制板塊在提升過(guò)程中的姿態(tài)，防止發(fā)生碰撞。
相鄰單元板塊的銜接安裝及誤差調(diào)整
1) 總體安裝工藝流程
主結(jié)構(gòu)復(fù)測(cè)→定位放線→單元板塊制作→單元板塊安裝→單元間補(bǔ)桿(板)→安裝后續(xù)板材→區(qū)域內(nèi)安裝誤差測(cè)量→調(diào)整→清洗。
2) 多個(gè)單元吊運(yùn)安裝就位后，會(huì)產(chǎn)生誤差，通過(guò)全站儀對(duì)特征觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行空中坐標(biāo)的復(fù)核與BIM模型相對(duì)照，確保誤差控制在允許范圍內(nèi)。誤差調(diào)整通過(guò)支座部位連接件螺栓（詞條“螺栓”由行業(yè)大百科提供）的長(zhǎng)圓孔進(jìn)行微調(diào)。
第三章、工程運(yùn)用效果
本工程的飄帶鋁板采用工廠加工、現(xiàn)場(chǎng)裝配式單元安裝的加工安裝方式，材料運(yùn)輸快捷、安裝工藝方便、整體美觀度高、并在現(xiàn)場(chǎng)工期緊張時(shí)，不受天氣影響，能快速滿足施工時(shí)間上的要求。在造型復(fù)雜時(shí)，確保飄帶鋁板安裝精度，同時(shí)施工人員的安全及下方施工人員的安全更能得到保證，比采用高空車零散安裝節(jié)約施工時(shí)間及項(xiàng)目措施費(fèi)。
作者單位：蘇州柯利達(dá)裝飾股份有限公司
