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BIM技術(shù)在復(fù)雜異形曲面設(shè)計中的應(yīng)用發(fā)布時間:2019-06-13
一、項目簡介

該項目為銅仁機(jī)場航站樓改擴(kuò)建工程,其規(guī)劃建設(shè)用地面積為58000㎡,總建筑面積11887.35㎡,總高度為19.9m,地上二層,設(shè)計使用年限為50年。項目的設(shè)計者采用了當(dāng)?shù)胤鸾涛幕械镍P凰轉(zhuǎn)世主題,采用雙軌掃掠,曲面翻轉(zhuǎn)的手段使得機(jī)場整體造型形似佛教中的法螺,寓意鳳凰轉(zhuǎn)世,生生不息。俯瞰又猶如鳳凰的轉(zhuǎn)世吉鳥——孔雀。機(jī)場表面的金屬鋁板隨形體變化或舒張或緊收,在陽光的照耀下宛如孔雀絢麗多姿的羽翼。



二、BIM技術(shù)應(yīng)用背景

1、該工程項目的一個重難點在于如何將建筑設(shè)計師的意向性概念轉(zhuǎn)化為可供實際操作的施工方案。

2、復(fù)雜的異形曲面,每點的法線方向都可能存在不同,幕墻安裝完后嵌板之間的間距縫隙是否可以既滿足防水等功能需要,又能充分保證設(shè)計師的預(yù)期效果,做到不走樣不變形。

3、項目的工期相對較為緊張,使用常規(guī)現(xiàn)場方式對幕墻安裝位置進(jìn)行定位,需要等結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工完畢才可以進(jìn)行,同時又面臨定位信息與重復(fù)計算量大的問題。

4、為適應(yīng)曲面造型,幕墻嵌板存在大小尺寸不一的情況,常規(guī)現(xiàn)場裁剪安裝的方式,既無法滿足工期需要,又容易造成施工誤差累積。

基于以上種種客觀存在的問題,我們將目光轉(zhuǎn)移到了BIM技術(shù)上,希望通過BIM技術(shù)做到:更早時間的得到幕墻安裝的定位信息,已保證施工時間;幕墻嵌板的準(zhǔn)確預(yù)制數(shù)據(jù),方便提前加工,減少現(xiàn)場施工誤差;更加合理優(yōu)化的幕墻排布方式,既能保證原設(shè)計方案效果的實現(xiàn),又能減少成本預(yù)算的增加。

三、BIM應(yīng)用情況介紹

在本項目中幕墻的安裝基于結(jié)構(gòu)網(wǎng)架之上,因此第一步我們通過BIM技術(shù),準(zhǔn)確還原了結(jié)構(gòu)網(wǎng)架模型,使每一個結(jié)構(gòu)節(jié)點數(shù)據(jù)精確數(shù)據(jù)化。




在結(jié)構(gòu)模型精確建立的基礎(chǔ)上,我們通過 Grasshopper 的數(shù)據(jù)控制功能,將固定尺寸的幕墻嵌板進(jìn)行初次排布,保證嵌板的固定點均可與結(jié)構(gòu)節(jié)點法線擬合。在初次排布劃分之后,我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)嵌板邊角存在四點不共面的情況。四點中的任意一點距離其它三點構(gòu)成的平面的距離為該點的翹曲值。該值若過大將影響原設(shè)計方案效果表現(xiàn),又造成施工困難。

為此針對這項問題我們對幕墻劃分進(jìn)行了二次優(yōu)化。通過對 Grasshopper 源代碼進(jìn)行二次編寫,對翹曲值超值的位置進(jìn)行全局檢索。通過對檢索數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,排查幕墻面板劃分不合理的區(qū)域進(jìn)行對應(yīng)優(yōu)化。盡可能用標(biāo)準(zhǔn)單元代替非標(biāo)準(zhǔn)單元,合理優(yōu)化嵌板尺寸類型數(shù)量,降低設(shè)計、施工難度,從而節(jié)省造價和提高施工質(zhì)量。



幕墻劃分效果

優(yōu)化完成后對劃分節(jié)點位置,進(jìn)行施工工藝建模模擬,完美精確的復(fù)制實際安裝構(gòu)件,從而為統(tǒng)計幕墻嵌板定位信息,預(yù)制加工尺寸,龍骨桿件長度等信息提供基礎(chǔ),方便后續(xù)預(yù)制加工與安裝施工。

在幕墻連接和細(xì)部構(gòu)造方面,我們對鋁單板的連接進(jìn)行了優(yōu)化,在布置鋁單板時,鋁單板側(cè)邊垂直于所在位置的結(jié)構(gòu)控制面,鋁單板角點指向龍骨交點、邊緣與龍骨走向吻合,使得連接件可以順利穿過膠縫連接到龍骨上,方便鋁單板與龍骨的連接。


四、BIM應(yīng)用效果

在設(shè)計過程中,利用BIM技術(shù)建立三維設(shè)計模型,在建模過程中能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題,并且利用BIM技術(shù)可視化的特點可以隨時和項目各參與方進(jìn)行溝通和模型調(diào)整,大大的提高了設(shè)計的效率。在施工階段,對于復(fù)雜異形曲面來說,通過BIM技術(shù)的應(yīng)用,在施工前對復(fù)雜曲線部分進(jìn)行施工模擬,對特殊節(jié)點進(jìn)行細(xì)部處理,從而避免了在施工現(xiàn)場可能會出現(xiàn)的放樣、安裝等各種問題。

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