淺析BIM技術(shù)在雙曲率UHPC幕墻中的應(yīng)用

摘 要 武漢市月亮灣城市陽臺項目整體造型多變，多處大跨度異形結(jié)構(gòu)采用雙曲面UHPC幕墻結(jié)構(gòu)，通過對其BIM三維模型進行有效的計算分析，結(jié)合施工實際對幕墻單元體式板塊進行深化設(shè)計，是指導(dǎo)預(yù)制加工及安裝定位的最佳解決方案，可提高其生產(chǎn)及安裝精度，減少投資，節(jié)約工期，提升陽臺觀感品質(zhì)。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);雙曲率UHPC幕墻;應(yīng)用

引言

武漢市月亮灣城市陽臺工程幕墻施工安裝最大的技術(shù)難點是保證安裝的準(zhǔn)確性、幕墻造型的完整性。本文將采用BIM技術(shù)對幕墻三維模型進行單元板塊的精準(zhǔn)劃分、轉(zhuǎn)接件深化等多個方面進行研究，從而解決幕墻定位困難、精度高等問題[1]。

1工程概況

月亮灣城市陽臺工程位于武漢市武昌區(qū)臨江大道與長江二橋交匯處，項目橫跨武漢地鐵七號線和8號線，沿長江岸線長度約1100米，占地面積約194畝。總建筑面積為174510m?，建筑高度為9.2m，由平臺景觀和平臺下工程兩部分組成（如圖1）。由全球著名設(shè)計公司英國扎哈·哈迪德建筑師事務(wù)所設(shè)計。通過分層立體平臺聯(lián)動建筑、景觀與慢行系統(tǒng)，讓建筑“會呼吸”，讓景觀“會流動”，營造人與江的對話空間。工程外觀多為UHPC幕墻結(jié)構(gòu)，整體呈現(xiàn)為“流動性”雙曲面。UHPC幕墻不僅具有超高的強度、超強的塑造能力，同時其具有超高的跨度和重量比。能夠更好地表達出建筑本身的靈動、輕盈。

2UHPC幕墻模型設(shè)計深化

月亮灣城市陽臺下沉廣場幕墻均為弧形結(jié)構(gòu)，幕墻轉(zhuǎn)接件需沿弧線布置，預(yù)留位置將直接影響幕墻安裝能否順利完成。為了更好地展現(xiàn)異形曲面效果，采用計算機軟件Rhino對CAD二維圖紙進行幕墻系統(tǒng)模型的建立，對幕墻預(yù)埋件進行深化，準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)接件預(yù)留點位，同時輸出點位圖，指導(dǎo)幕墻專業(yè)預(yù)留預(yù)埋施工。

對龍骨、預(yù)埋件等主要支撐節(jié)點的位置進行調(diào)整，參數(shù)化BIM技術(shù)在后期對模型進行異形曲面造型修改、調(diào)整上，十分具有優(yōu)勢。參數(shù)化模型具有設(shè)計效果實時三維可視化、模型整體效果可進行分析檢驗、模型數(shù)據(jù)實時更新可指導(dǎo)施工的優(yōu)點。通過對龍骨、連接件的傾斜角度等進行動態(tài)調(diào)節(jié)時，觀察模型的外觀效果，直到整體外觀效果與原設(shè)計十分契合。

弧形幕墻交界處存在轉(zhuǎn)接件安裝距離較近的問題，傳統(tǒng)施工容易出現(xiàn)預(yù)埋件碰撞情況，利用BIM深化轉(zhuǎn)接件傾斜角度，在合理避開碰撞的同時，滿足幕墻安裝的需求，確保了幕墻施工的準(zhǔn)確性，有效避免二次預(yù)埋造成的工期影響及成本投入。

3UHPC面板單元數(shù)字化重構(gòu)

在設(shè)計曲面參數(shù)化的基礎(chǔ)上，項目部根據(jù)安裝和預(yù)制的要求，再次對曲面幕墻UHPC面板單元塊進行深化。將UHPC幕墻合理劃分為多個單元板塊，對每個單元板塊進行三維空間方位點的測試與確認，對局部進行了優(yōu)化并進一步減少了尺寸規(guī)格，降低了施工難度。

一個分格合理的單元式幕墻，對其成本造價，加工運輸，施工安裝，日后維護均有重要的影響作用。單元板塊的劃分是否合理，不僅直接影響到建筑立面的整體造型，還與后期UHPC幕墻單元板塊的成本、加工運輸、施工安裝等息息相關(guān)。利用BIM技術(shù)可以對單元板塊劃分后期的造型進行三維瀏覽、實時更改，進行多個方案對比，使經(jīng)濟成本在可控范圍之內(nèi)。

4幕墻模型施工深化

UHPC幕墻以BIM模型導(dǎo)出的各個單元板塊數(shù)據(jù)為技術(shù)支撐，還不足以進行工廠預(yù)制，需要對幕墻模型進行進一步深化。幕墻加工圖紙的精度要求接近于機械圖紙，對龍骨的定位以及各個節(jié)點的構(gòu)造表達更為精準(zhǔn)，而犀牛軟件無法到達這一精度。項目采用精度更高的solidworks軟件對龍骨的尺寸及偏角范圍進行進一步施工深化，優(yōu)化龍骨間距、節(jié)點連接件，輸出龍骨安裝定位圖指導(dǎo)現(xiàn)場幕墻安裝以現(xiàn)場已完成土建結(jié)構(gòu)外墻基準(zhǔn)坐標(biāo)點為基礎(chǔ)，進行安裝模擬。采取從整體到局部、先控制后施工的原則。對模擬過程中出現(xiàn)的誤差進行誤差分析、誤差問題閉合。同時對模型進行微調(diào)和最終復(fù)核，提高UHPC幕墻生產(chǎn)及安裝的精度。其最終導(dǎo)出的數(shù)據(jù)表單為指導(dǎo)預(yù)制加工的依據(jù)。其中進場龍骨除同預(yù)埋板件位置現(xiàn)場焊接完成外，其余接頭位置均采用工廠化加工，減少現(xiàn)場焊接，提高焊縫質(zhì)量。每根龍骨按安裝位置編號，每根龍骨進場都提供編號、尺寸、三維位置信息單據(jù)，便于后期數(shù)據(jù)核對與檢查。提高施工效率，做到數(shù)字化施工。為了保證龍骨定位及幕墻板安裝的準(zhǔn)確性，在安裝過程中要進行實時跟蹤測量控制坐標(biāo)點，對存在偏差時及時要求調(diào)整確保線形符合要求。

5結(jié)束語

雙曲面UHPC幕墻作為幕墻結(jié)構(gòu)的新寵兒，在建筑行業(yè)的運用將會越來越廣泛。運用新型數(shù)字化信息化技術(shù)，基于BIM 技術(shù)對雙曲面UHPC幕墻單元板塊參數(shù)化、預(yù)制加工、精確定位施工方法，通過優(yōu)化雙曲面單元板塊參數(shù)，提高雙曲面UHPC幕墻生產(chǎn)及安裝精度，節(jié)約工期，提升功效。同時，數(shù)據(jù)化的施工數(shù)據(jù)也為后期運營維護提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，采取多種手段讓數(shù)據(jù)與實體單元相關(guān)聯(lián)，讓建筑的運營期方便查詢每個單元的參數(shù)信息。實現(xiàn)了BIM全生命周期運用。

參考文獻

[1] 黃佳文.淺談BIM參數(shù)化技術(shù)在異形建筑幕墻上的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017（14）：373-374.

作者簡介

胡貝（1993-），女，湖北武漢人;學(xué)歷：研究生;現(xiàn)就職單位：漢陽市政建設(shè)集團有限公司，研究方向：建筑與土木工程。