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城市副中心剧院项目钢结构全生命期BIM+智能建造综合应用(论文).pdf

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·1082 · 城市副中心剧院项目钢结构全生命期 BIM+ 智能建造综合应用 王 鹏 1, 闫希晔 1, 尹慧楠 2, 王益民 1, 桑秀兴 1 (1. 北京建工集团有限责任公司,100055,北京;2. 北京优比智成建筑科技有限公司,100102,北京) 摘 要: 剧院项目采用不规则双曲网格钢结构屋盖体系,屋面造型复杂、交叉工序多,对加工制作的精 度要求高,施工精度与变形控制难度极大,目前尚无业内经验可供参考。项目从设计、施工、竣工交付、运 维阶段综合利用BIM和相关智能建造技术开展钢结构全寿命期的综合应用,取得了良好的成效。 关键词: 剧院;钢结构;BIM;智能建造 中图分类号:TU 74 文献标志码:A 文章编号:1000-4726(2022)08-1082-04 APPLICATION OF BIM AND SMART CONSTRUCTION IN LIFECYCLE MANAGEMENT OF BEIJING SUB CENTER THEATER PROJECT STEEL CONSTRUCTION WANG Peng 1, YAN X i-ye 1, YIN H ui-nan 2, WANG Y i-min 1, SANG X iu-xing 1 (1.Beijing Construction Engineering Group Co., Ltd., 100055, Beijing, China; 2.Beijing Youbi Zhicheng Construction Technology Co., Ltd., 100102, Beijing, China) Abstract: The theater project adopts the irregular hyperbolic grid steel structure roof system. The roof shape is complex and there are many cross processes. It has high requirements for the accuracy of processing and manufacturing, and it is very difficult to control the construction accuracy and deformation. At present, there is no industry experience for reference. The project has comprehensively utilized BIM and relevant intelligent construction technology to carry out the comprehensive application of steel structure in the whole life cycle from the stages of design, construction, completion delivery and operation and maintenance, and achieved good results. Keywords: theater; steel structure; BIM; smart construction 1 工程概况 1.1 项目钢结构简介 项目钢结构主要分布在歌剧院、戏剧院及音乐 厅,钢结构总量约 14 000 t,其中戏剧院总用钢量约 3 631 t,歌剧院总用钢量约 6 784 t,音乐厅总用钢量 约3 585 t。3 个建筑结构中间均含有大空间,顶部楼 面均采用大跨度钢梁及钢桁架结构,屋盖为双曲屋盖。 钢结构主要构件由钢骨柱、钢骨梁及钢板墙等劲 性结构、楼面钢梁及桁架(含夹层结构)、钢屋盖(含 下部V形撑及外围钢柱)、栅顶吊挂结构共计 4部 分组成。钢结构工况模型如图 1所示。 图 1 钢结构工况模型示意 1.2 钢结构重难点及智能建造应用策划 项目钢结构整体管理重难点及相应的智能建造应 用解决方案见表 1。 2 钢结构智能建造团队建设及软硬件配置 2.1 钢结构智能建造团队建设 本项目 BIM+智能建造应用由总包牵头,项目成 立了BIM工作小组,进行 BIM工作实施和智能建造 应用,各部门、分包单位均参与到 BIM深化和应用 过程中。钢结构 BIM人员主要由深化设计人员兼职, 总包配置专职管理人员对钢结构 BIM成果进行综合 应用。项目钢结构 BIM实施具体分工见表 2。 2.2 软件、硬件环境 针对 BIM+ 智能建造应用内容选型,项目钢结构 相关应用软件见表 3。项目钢结构应用硬件和智慧 工地设备配置见表 4。 3 BIM+ 智能建造综合应用 3.1 设计阶段 BIM技术综合应用 设计阶段,结构模型采用整体的三维有限元模 型,综合考虑建筑、结构、声学等诸多因素的影响, 收稿日期: 2022–06–02 作者简介: 王 鹏( 1989—),男 ,北京市人,工程师,硕士, e-mail: 907866248@ qq.com . *1? ? _ Architecture Technology 1\ 53 思1\ 8 O 2022 ? 88 Vol.53 No.8 Aug. 2022 ·1083 · 王鹏,等:城市副中心剧院项目钢结构全生命期 BIM+ 智能建造综合应用 表1 钢结构重难点及智能建造应用策划 序号 重难点描述 BIM+ 智能建造技术辅助解决措施 BIM+ 智能建造应用 1 超高独立柱施工精度控制难度大 通过高精度测量仪器测量确保超高独立钢柱安装精度;通过网格屋盖系统有限元施工模拟计算,提前预留钢柱安装偏移量 智能监测应用、焊接机器人应用、有限元施工模拟计算 2 大跨度双曲反拱钢网壳安装、焊接精度控制难度大 开展深化设计,提取深化模型每根曲面杆件的角点坐标,采用全站仪进行三维坐标定位精准测量,随安随调;通过全建造过程施工模拟计算,选择最优临时支撑布置 深化设计、测量机器人应用、有限元施工模拟计算、BIM 辅助工艺模拟与交底、激光扫描、智能监测应用 3 高凌空楼面大跨度钢桁架安装难度大 开展深化设计,考虑安装过程中及安装完成后产生的竖向挠度变形;通过有限元计算软件对桁架错层悬挂分块滑移进行模拟分析,保证施工安全性 深化设计、有限元施工模拟计算、BIM辅助工
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