徐州奧體中心體育場(chǎng)施工深化設(shè)計(jì)—BIM族庫開發(fā)

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　　預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)作為空間結(jié)構(gòu)的一種，集美學(xué)與力學(xué)特征于一身。BIM技術(shù)的引入，參數(shù)化思想的融合使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如虎添翼，工程師可以更快速地設(shè)計(jì)、計(jì)算，更準(zhǔn)確地建模、制圖，更輕易地表達(dá)、協(xié)同。

　　徐州奧體中心項(xiàng)目是北京市建筑工程研究院BIM中心在BIM技術(shù)方面應(yīng)用最全面，也是最成熟的實(shí)踐項(xiàng)目之一。該結(jié)構(gòu)可以說是目前國內(nèi)外同類結(jié)構(gòu)中跨度最大的復(fù)雜索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其跨度是263x243m，其施工難度也很大。接觸該項(xiàng)目之初，我們就想，BIM作為新興的技術(shù)，能否給這類復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)帶來好處。

　　因此，針對(duì)工程需求，基于北京市博士后基金項(xiàng)目 “基于BIM的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)全過程施工控制及監(jiān)測(cè)技術(shù)研究”的科研成果，把BIM技術(shù)、結(jié)構(gòu)分析、施工控制與監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合，在徐州奧體中心體育場(chǎng)工程中進(jìn)行了全方位的BIM技術(shù)應(yīng)用。 

　　1. 工程概況

　　徐州奧體中心體育場(chǎng)為超大規(guī)模復(fù)雜索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，平面外形接近類橢圓形，結(jié)構(gòu)尺寸約為263x243m，中間有類橢圓形大開口，開口尺寸約為200x129m。體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)最大標(biāo)高約為45.2m，共42榀帶拉索的懸挑鋼架，最大懸挑長(zhǎng)度約為39.9m，下弦采用了1圈環(huán)索和42根徑向拉索。其效果圖和結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1和圖2所示。

　　圖1徐州奧體中心體育場(chǎng)效果圖

　　圖2 體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)剖面圖

　　2. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)族庫開發(fā)

　　2.1 族庫標(biāo)準(zhǔn)

　　對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)來說，施工中構(gòu)件的準(zhǔn)確下料、各構(gòu)件的施工順序、索的張拉順序嚴(yán)重影響著結(jié)構(gòu)最后的成形及受力， 決定著結(jié)構(gòu)最后是否符合建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的施工難度大，施工要求高，因此基于BIM軟件技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目模型的建立時(shí)族包含的信息就更多更大。

　　徐州奧體中心體育場(chǎng)的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)族建立時(shí)主要考慮了施工深化圖出圖的需要，模型的參數(shù)驅(qū)動(dòng)需求以及體現(xiàn)公司特色的目標(biāo)，因此在建立預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)族庫的時(shí)候，運(yùn)用企業(yè)自定義的族樣板，在Revit Structure的原有族樣板的基礎(chǔ)上結(jié)合公司深化的經(jīng)驗(yàn)與習(xí)慣，創(chuàng)建了適應(yīng)公司預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工及日后維護(hù)的族樣板作為族庫建立的標(biāo)準(zhǔn)樣板，在此標(biāo)準(zhǔn)樣板中包含了尺寸、應(yīng)力、價(jià)格、材質(zhì)、施工順序等在施工中必需的參數(shù)。

　　2.2 族庫建立

　　徐州體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)族庫建立是直觀重要的步驟。根據(jù)項(xiàng)目的需求主要建立了耳板族，索夾族，索頭族，索體族，及徐州體育場(chǎng)特有的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)族，所建立的族如圖3~圖9所示。圖中的所建立的族具有高度的參數(shù)化性質(zhì)，可以根據(jù)不同的工程項(xiàng)目來改變族在項(xiàng)目中的參數(shù)，通用性和拓展性強(qiáng)。

　　圖3 耳板族

　　圖4 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)族

　　圖5環(huán)索索夾節(jié)點(diǎn)族

　　圖6徑索索夾節(jié)點(diǎn)上半部分

　　圖7徑索索夾下半部分

　　圖8索張拉工裝族

　　圖9 徐州體育場(chǎng)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)族庫

　　3. 結(jié)語

　　工程實(shí)踐證明，所創(chuàng)建的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件族由于參數(shù)化的性質(zhì)而具有很大的拓展空間?；贐IM的參數(shù)化預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工深化設(shè)計(jì)方法可行性較強(qiáng)，不但能提高效率，還能降低出錯(cuò)率。

　　作者：北京市建筑工程研究院BIM技術(shù)中心 劉占省